EP0611610A1 - Verfahren zum Herstellen eines Bandes, Vorstreifens oder einer Bramme - Google Patents

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EP0611610A1
EP0611610A1 EP94890037A EP94890037A EP0611610A1 EP 0611610 A1 EP0611610 A1 EP 0611610A1 EP 94890037 A EP94890037 A EP 94890037A EP 94890037 A EP94890037 A EP 94890037A EP 0611610 A1 EP0611610 A1 EP 0611610A1
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EP
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strand
deformation
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strip
pieces
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EP94890037A
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Andreas Dipl.-Ing. Flick
Gerlinde Dipl.-Ing. Djumlija
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Primetals Technologies Austria GmbH
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Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
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    • Y10T29/51—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling
    • Y10T29/5184—Casting and working

Definitions

  • the invention relates to a method for the alternative production of a hot-rolled strip, a thermoformed pre-strip or an undeformed steel slab with the aid of the continuous casting method, and an installation for carrying out the method.
  • a process for producing a hot-rolled strip with the smallest possible thickness using the continuous casting process and subsequent rolling of the continuous cast product is known from PCT publication WO 92/00815.
  • the cast product is subjected to a first shaping step after leaving the continuous mold, in which the cast product still has a liquid core.
  • a further deformation step is carried out by rolling the solidified cast product, which is then heated to the hot rolling temperature and wound into a bundle. A final hot rolling then takes place.
  • the known method not only requires a structurally complex system, but is also complicated in terms of control technology and requires a large number of control technology devices to be implemented. Accordingly, it requires a considerable investment. Furthermore, there is a great deal of uncertainty in production, since the large number of continuously operating drive units in the event of a failure of some of the entire process is stopped and the casting process has to be stopped.
  • the known method there is no flexibility with regard to product quality and the quality of the manufactured products.
  • the first deformation step must always be carried out, otherwise one for winding required thinness of the product and thus production cannot be guaranteed.
  • the known method cannot therefore be carried out for certain steel qualities.
  • targeted and flexible temperature control is hardly possible, especially in the case of transient conditions. If the winding unit fails, the entire process comes to a standstill immediately: this also includes the standstill of the casting process.
  • a method for producing a tape with a thickness of 2 to 25 mm is known from EP-B - 0 286 862.
  • a steel strand is formed by pouring melt into a funnel-shaped continuous mold and is already deformed as it passes through it.
  • the strand which still has a liquid core, is pressed together after exiting the continuous mold in such a way that the inner walls of the strand shells which have already solidified are welded together. This results in a reduction in thickness to a thickness of less than 25 mm.
  • this known method can only be used for very specific steel qualities, namely those which allow such deformation just below the continuous mold.
  • the funnel-shaped continuous mold does not allow a uniform flow distribution, ie the casting shell emerging from the dip tube can weaken the strand shell, which is already heavily used, at the critical deformation points by melting become what is expressed in increased risk of breakthrough.
  • Another disadvantage is the very low flexibility with regard to the production capacity and with regard to the utilization of the full casting speed range.
  • EP-B-0 327 854 discloses a method for rolling pre-strips cast on a continuous strip casting installation, the cast pre-strip being brought to the rolling temperature in a continuous operation and being introduced into the finishing mill for rolling out.
  • the invention aims to avoid the disadvantages and difficulties described above and has as its object to provide a method and a system for carrying out the method, which enable the production of the thinnest possible tapes with high product quality, with a very high operational flexibility. In particular, it should be possible to continue the continuous casting in the event of a malfunction at a deformation stage downstream of the continuous mold.
  • plate molds with plane-parallel walls can be used.
  • this results in the formation of a uniform strand shell.
  • This is neither deformed nor squeezed in the continuous mold because it has a constant cross-section.
  • the strand emerging from the continuous mold has a strand shell of the highest quality, so that the risk of breakdown is minimized and a deformation of the strand, which still has a liquid core, without any risk of breakdown is possible.
  • the first and the second deformation step are preferably carried out individually or together depending on the steel quality, taking into account their deformation properties under the temperature conditions prevailing in these deformation steps, expediently for high-alloy or high-carbon structural steels, for high-strength tubular steels, for austenitic steels and for duplex steels only the second and third deformation steps are carried out.
  • the first deformation step is carried out immediately after the strand has left the mold, the first deformation step advantageously being carried out in a plurality of substeps.
  • Descaling is expediently arranged upstream of the second deformation step.
  • a temperature homogenization of the separated strand pieces is expediently carried out before the third deformation step.
  • the high flexibility of the method according to the invention enables the thickness of the strand to be reduced down to a thickness of 30 mm or above, preferably by the first two method steps, applied individually or together.
  • the cut strand piece thus has a thickness of at least 30 mm before it is fed to further rolling. If the first two deformation steps are switched off, this thickness can be reduced to the casting thickness, i.e. up to a maximum of 150 mm, in particular 100 mm.
  • the first deformation stage preferably has rollers that can be adjusted hydraulically against one another and bring about the deformation of the strand.
  • a device for temperature homogenization of the separated strand pieces such as a temperature compensation furnace, is advantageously provided between the separating device and the third deformation stage, the device for temperature homogenization expediently being provided with a storage device for holding a plurality of separated strand pieces.
  • a continuous mold for continuous steel casting which has a constant cross section and is preferably designed as a plate mold.
  • cast strands in a thickness 2 between 60 and 150 mm, preferably in a thickness between 60 and 100 mm can be cast.
  • the use of a conventional dip tube 3 is possible, which results in stable operating conditions in terms of cooling and melt distribution, so that the one leaving the continuous mold 1 Strand 4 has a uniform and stable strand shell.
  • a vertical support frame 5 is arranged to form a first deformation stage, which has hydraulic (as indicated by pressure cylinder 6) support rollers 7 which can be adjusted to the strand shell.
  • This vertical support structure is divided into two sub-segments 5 ', 5' ', so that different forces can be applied to the strand 4 with each sub-segment.
  • a so-called “soft reduction” of the solidifying strand 4 with a still liquid core is carried out as the first deformation step, the load on the strand shell in the two-phase boundary layer remaining below a limit strain which influences the end product quality.
  • this so-called “soft reduction” the strand thickness can be reduced by up to 30 mm without any loss of quality.
  • further arc segments 8, 9 are provided, which may also have hydraulically adjustable support rollers 7.
  • the strand 4 After the strand 4 has been deflected into the horizontal, it is passed through a simple (possibly multi-stage) deformation framework 10 which can be activated as a second deformation stage (second deformation step) to deform the strand 4, which has already solidified.
  • This achieves a thickness 12 of a pre-strip corresponding to the required hot strip thickness with a stitch reduction of up to a maximum of 60% (e.g. 70 to 30 mm).
  • the strand 4 Before passing through the deformation framework 10, the strand 4 is subjected to descaling in a descaling device 11, which enables soft descaling by means of rotating descaling nozzles and with special water wipers for the descaling water.
  • the thickness pre-reduction allows the end product quality to be influenced, in particular for micro-alloyed steels, which are usually influenced by corresponding decreases in the stitches above the recrystallization stop temperature, by precipitation and recrystallization processes.
  • the strand 4 preferably has the format of a pre-strip, that is to say a (non-windable) pre-material for the production of the strip.
  • the thickness 12 is preferably 30 mm and more.
  • a separating device 13 Downstream of the deformation stand 7 is a separating device 13 for the transverse division of the cast strand 4, the strand 4 deformed depending on the requirements of the end product in the continuous casting installation being separated in the coil weights by means of hydraulic scissors.
  • the resulting strand pieces 14 with a thickness of 30 to 150 mm then run into a transport and homogenization device, e.g. a roller hearth furnace 15, which, depending on the slab temperature, is also able to heat a thin slab.
  • a transport and homogenization device e.g. a roller hearth furnace 15, which, depending on the slab temperature, is also able to heat a thin slab.
  • the entire cross section of the strand piece 14, in particular the edges thereof is brought to a uniform temperature.
  • the strand pieces can be buffered (stored, e.g. by stacking), i.e. in the event of brief faults in a part of the plant, thin slabs or strand pieces 14 are picked up until the production process is resumed.
  • a further separating device which is designed as hydraulic scissors 16, is provided, which is activated in the event of a malfunction in the subsequent rolling mill stage 17, which acts as the third deformation stage.
  • descaling takes place in a descaling device 18, which is preferably a rotor descaling with low water consumption and the resulting low temperature drop with excellent descaling effect.
  • the strand pieces are rolled in the rolling mill stage 17, which consists of finishing stands 19.
  • the number of finishing stands 19 of the finishing train results from the thickness 12 of the strand pieces 14 after separation from the casting strand 4 and the strip thickness 20 to be rolled.
  • the strand pieces 14 do not undergo ⁇ - ⁇ conversion until that point in the manufacturing process at which the ⁇ - ⁇ conversion due to material science processes to achieve the required mechanical-technological parameters and the toughness for the steel grade produced.
  • the finishing mill can be replaced by a Steckel mill for smaller capacities. This option is preferably used for the production of hot strips from stainless steel or special steel from thin slabs.
  • the rolled strand piece 14 After exiting from the rolling mill stage 17, the rolled strand piece 14 is cooled to reel temperature in a cooling section 21 (laminar cooling section) and wound into a bundle 23 by means of a reel device 22.
  • the finished rolled strip is labeled 24.
  • the possible combinations of the three deformation stages according to the invention increase the overall system flexibility, since even without a "soft reduction" (first deformation step) with liquid sump or rolling after solidification (second deformation step), the overall process remains in operation without loss of quality and performance.
  • first deformation step with liquid sump or rolling after solidification
  • second deformation step the overall process remains in operation without loss of quality and performance.
  • the activation of all deformation stages is only necessary for approx. 15 to 20% of the total production, namely for that part of the production that is to be rolled to a final thickness that cannot otherwise be reached with the finishing train.
  • the arrangement permits energy optimization of the overall process by balancing the casting thickness (D) and the final thickness (P) with the aim of bringing the greatest possible enthalpy of the strand pieces into the roller hearth furnace 15. This is achieved through a dynamic cooling regime using air-water nozzles to increase the exit temperature of the strand and the "soft descaling".
  • the variety of the method according to the invention is documented in the table below.
  • the smallest achievable strip thicknesses with a casting thickness of 70 mm are given in horizontal lines for different steel qualities, whereby it is additionally indicated which of the first two deformation stages is activated.
  • the first deformation stage - with a thickness reduction of 10 mm - is designated I and the second deformation stage - with a thickness reduction of 20 mm - with II. If the corresponding deformation level is activated, this is marked with an X, if it is not activated, it is marked with a 0.
  • An N indicates that these strip thicknesses should not be produced solely by the process steps according to the invention.
  • the third deformation stage (rolling mill stage 17) is always in operation with five to seven finishing stands 19 for the dimensional ranges specified in the table.

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  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum alternativen Herstellen eines warmgewalzten Bandes (24), eines warmverformten Vorstreifens (14) oder einer unverformten Bramme aus Stahl mit Hilfe des Stranggießverfahrens sind zwecks Erzielung einer hohen Produktqualität für möglichst dünne Bänder und zur Erzielung einer hohen Betriebsflexibilität nachfolgende Merkmale einzeln oder in Kombination verwirklicht: Gießen eines Stranges (4) in Brammendicke (2) in einer Durchlaufkokille (1), die einen durchlaufend gleichbleibenden Querschnitt aufweist, einen ersten Verformungsschritt, beinhaltend ein Verformen des einen flüssigen Kern aufweisenden Stranges (4) zur Verminderung dessen Dicke (2), einen zweiten Verformungsschritt, beinhaltend ein Verformen des bereits durcherstarrten Stranges (4) zur weiteren Dickenreduktion desselben auf ein Format (12) eines Vorstreifens, und einen dritten Verformungsschritt, beinhaltend ein Verformen von vom Strang (4) abgetrennten Strangstücken (14), die vorzugsweise ein Format (12) eines Vorstreifens aufweisen, durch Warmwalzen der Strangstücke (14). <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum alternativen Herstellen eines warmgewalzten Bandes, eines warmverformten Vorstreifens oder einer unverformten Bramme aus Stahl mit Hilfe des Stranggießverfahrens, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten Bandes mit möglichst geringer Dicke mit Hilfe des Stranggießverfahrens und anschließendem Walzen des Stranggußproduktes ist aus der PCT-Veröffentlichung WO 92/00815 bekannt. Hierbei wird das Gußprodukt nach Austritt aus der Durchlaufkokille einem ersten Verformungsschritt unterworfen, bei dem das Gußprodukt noch einen flüssigen Kern aufweist. Nach Durcherstarrung erfolgt ein weiterer Verformungsschritt durch Walzen des durcherstarrten Gußproduktes, das anschließend auf Warmwalztemperatur erhitzt und zu einem Bund gewickelt wird. Anschließend erfolgt eine Fertigwarmwalzung.
  • Das bekannte Verfahren erfordert nicht nur eine konstruktiv aufwendige Anlage, sondern ist auch regelungstechnisch kompliziert und benötigt zur Verwirklichung eine Vielzahl an regeltechnischen Einrichtungen. Demgemäß erfordert es einen beträchtlichen Investitionsaufwand. Weiters bringt es ein großes Maß an Produktionsunsicherheiten mit sich, da durch die große Anzahl von kontinuierlich eingreifenden Antriebsaggregaten bei Ausfall von einem Teil davon der Gesamtprozeß gestoppt wird und das Gießverfahren abgebrochen werden muß.
  • Bei dem bekannten Verfahren ist keine Flexibilität hinsichtlich Produktqualität und Qualität der erzeugten Fertigungsprodukte gegeben. So muß beispielsweise der erste Verformungsschritt stets durchgeführt werden, da sonst eine zum Aufwickeln erforderliche Dünnheit des Produktes und somit eine Produktion nicht gewährleistet werden kann. Damit ist das bekannte Verfahren für bestimmte Stahlqualitäten nicht durchführbar. Weiters ist hinsichtlich der Qualität des Fertigproduktes eine gezielte und flexible Temperaturführung kaum möglich, insbesondere bei instationären Zuständen. Bei Ausfall des Wickelaggregates kommt zudem der Gesamtprozeß sofort zum Stillstand: dies schließt auch den Stillstand des Gießprozesses ein.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes in einer Dicke von 2 bis 25 mm ist aus der EP-B - 0 286 862 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Stahlstrang durch Gießen von Schmelze in eine trichterförmige Durchlaufkokille gebildet und beim Durchlauf durch dieselbe bereits verformt. Der noch einen flüssigen Kern aufweisende Strang wird nach Austritt aus der Durchlaufkokille derart zusammengepreßt, daß es zu einer Verschweißung der inneren Wandungen der bereits verfestigten Strangschalen kommt. Hierdurch wird eine Dickenreduzierung auf eine Dicke von unter 25 mm erzielt. Dieses bekannte Verfahren läßt sich jedoch nur für ganz bestimmte Stahlqualitäten anwenden, nämlich solche, die eine derartige Verformung knapp unterhalb der Durchlaufkokille zulassen.
  • Nachteilig ist hierbei weiters, daß die noch dünne Strangschale auf ihrem Weg durch die Kokille stark gequetscht wird, wobei es zu einer Faltenbildung und Überschiebungen der Strangschale kommen kann. Auch können bei der Relativbewegung zwischen der Kokillenkupferwand und der Strangschale flüssige exogene oder endogene nichtmetallische Bestandteile in die weiche Strangschale eingedrückt werden.
  • Zusätzlich erhöhen sich durch die Verformung in der Kokille die Reibkräfte unkontrollierbar. Die trichterförmige Durchlaufkokille erlaubt keine gleichmäßige Strömungsverteilung, d.h. es kann durch den aus dem Tauchrohr austretenden Gießstrahl die ohnedies schon stark beanspruchte Strangschale an den kritischen Verformungsstellen durch Aufschmelzen geschwächt werden, was sich in erhöhtem Durchbruchsrisiko äußert. Ein weiterer Nachteil liegt in der sehr geringen Flexibilität hinsichtlich der Produktionskapazität und hinsichtlich der Ausnutzung des vollen Gießgeschwindigkeitsbereiches.
  • Aus der EP-B - 0 327 854 ist ein Verfahren zum Walzen von auf einer Bandstranggießanlage gegossenen Vorbändern bekannt, wobei das gegossene Vorband in einem kontinuierlichen Arbeitsgang auf Walztemperatur gebracht und zum Auswalzen in die Fertigwalzstraße eingeführt wird.
  • Um im Störfall in der Fertigwalzstraße oder in der Haspelanlage eine Produktionsunterbrechung zu vermeiden, ist es aus diesem Dokument bekannt, das gegossene Vorband in der Fertigwalzstraße alternativ zur Warmbandwalzung auf Grobblechdicke zu walzen, im Anschluß daran zu kühlen, querzuteilen und zu stapeln. Mit diesem bekannten Verfahren ist es jedoch nicht möglich, ausgehend von einer relativ großen Strangdicke, dünne Bänder herzustellen.
  • Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche bei hoher Produktqualität die Herstellung möglichst dünner Bänder ermöglichen, wobei eine sehr hohe Betriebsflexibilität gegeben ist. Insbesondere soll das Stranggießen im Fall einer Störung an einer der Durchlaufkokille nachgeordneten Verformungsstufe fortgesetzt werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination nachstehender Merkmale gelöst:
    • Gießen eines Stranges in Brammendicke, vorzugsweise in einer Dicke zwischen 60 und 150 mm, insbesondere 60 bis 100 mm, in einer Durchlaufkokille, die einen durchlaufend gleichbleibenden Querschnitt aufweist,
    • einen ersten Verformungsschritt, beinhaltend ein Verformen des einen flüssigen Kern aufweisenden Stranges zur Verminderung dessen Dicke,
    • einen zweiten Verformungsschritt, beinhaltend ein Verformen des bereits durcherstarrten Stranges zur weiteren Dickenreduktion desselben auf ein Format eines Vorstreifens, und
    • einen dritten Verformungsschritt, beinhaltend ein Verformen von vom Strang abgetrennten Strangstücken, die vorzugsweise ein Format eines Vorstreifens aufweisen, durch Warmwalzen der Strangstücke, wobei
    • zur Herstellung eines möglichst dünnen Bandes sämtliche Verformungsschritte in Summe angewendet werden,
    • zur Herstellung eines Bandes mit etwas größerer Dicke nur die nach Durcherstarren des Stranges vorgesehenen Verformungsschritte einzeln oder in Summe durchgeführt werden, und
    • gewünschtenfalls unter Ausschaltung sämtlicher Verformungsschritte unverformte Brammen hergestellt werden.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können Plattenkokillen mit planparallelen Wänden Verwendung finden. Dies hat in Verbindung mit einem Tauchrohr zur Folge, daß sich eine gleichmäßige Strangschale ausbildet. Diese wird in der Durchlaufkokille weder deformiert noch gequetscht, da sie einen durchlaufend gleichbleibenden Querschnitt aufweist. Der aus der Durchlaufkokille austretende Strang weist infolge der innerhalb der Durchlaufkokille stabilen Betriebsbedingungen (homogene Zustände, wie gleichmäßige Schmierung und gleichmäßige Kühlung) eine Strangschale in höchster Qualität auf, so daß das Durchbruchsrisiko minimiert ist und eine Verformung des noch einen flüssigen Kern aufweisenden Stranges ohne Durchbruchsrisiko möglich ist.
  • Die hohe Flexibilität des Verfahrens zeigt sich in der Erzielbarkeit von kleinen Warmbanddicken mit ein- und derselben Anlage und mit der gleichen Anzahl von Walzgerüsten, u.zw. durch Verringerung der Vorstreifendicke entsprechend den Erfordernissen.
  • Vorzugsweise werden zum Herstellen eines Bandes der erste und der zweite Verformungsschritt einzeln oder gemeinsam in Abhängigkeit der Stahlqualität unter Berücksichtigung deren Verformungseigenschaften bei den bei diesen Vrformungsschritten herrschenden Temperaturverhältnissen durchgeführt, wobei zweckmäßig für hochlegierte oder hochkohlige Baustähle, für hochfeste Röhrenstähle, für austenitische Stähle und für Duplexstähle nur der zweite und dritte Verformungsschritt durchgeführt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der erste Verformungsschritt unmittelbar nach Austritt des Stranges aus der Kokille durchgeführt, wobei vorteilhaft der erste Verformungsschritt in einer Mehrzahl von Teilschritten durchgeführt wird.
  • Zweckmäßig ist dem zweiten Verformungsschritt eine Entzunderung vorgeordnet.
  • Zweckmäßig wird vor dem dritten Verformungsschritt eine Temperatur-Homogenisierung der abgetrennten Strangstücke durchgeführt.
  • Die hohe Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht, daß vorzugsweise durch die ersten beiden Verfahrensschritte, einzeln oder gemeinsam angewandt, eine Reduzierung der Dicke des Stranges herab bis zu einer Dicke von 30 mm oder einer darüberliegenden Dicke durchgeführt wird. Somit weist das abgetrennte Strangstück eine Dicke von mindestens 30 mm auf, bevor es einer Weiterwalzung zugeführt wird. Diese Dicke kann im Falle des Ausschaltens der ersten beiden Verformungsschritte bis zur Gießdicke, d.h. bis vorzugsweise maximal 150 mm, insbesondere 100 mm, betragen.
  • Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch die Kombination nachstehender Merkmale gekennzeichnet:
    • eine Durchlaufkokille mit durchlaufend gleichbleibendem Querschnitt,
    • eine erste Verformungsstufe, die im Bereich unterhalb der Kokille, in dem der Strang einen flüssigen Kern aufweist, vorgesehen ist,
    • eine zweite Verformungsstufe, die in dem Bereich, in dem der Strang bereits durcherstarrt ist, vorgesehen ist,
    • eine dritte Verformungsstufe, die von einem ein- oder mehrgerüstigen Warmwalzgerüst gebildet ist, und
    • einer zwischen der zweiten und der dritten Verformungsstufe angeordneten Trenneinrichtung zur Herstellung von vom Strang abgetrennter Strangstücke,
    • wobei die Verformungsstufen einzeln, zu zweien oder gemeinsam aktivierbar sind.
  • Vorzugsweise weist die erste Verformungsstufe hydraulisch gegeneinander anstellbare, die Verformung des Stranges bewirkende Rollen auf.
  • Vorteilhaft ist zwischen der Trenneinrichtung und der dritten Verformungsstufe eine Einrichtung zur Temperatur-Homogenisierung der abgetrennten Strangstücke, wie ein Temperatur-Ausgleichsofen, vorgesehen, wobei zweckmäßig die Einrichtung zur Temperatur-Homogenisierung mit einer Speichereinrichtung zur Aufnahme mehrerer abgetrennter Strangstücke versehen ist.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Schemaskizze näher erläutert.
  • Mit 1 ist eine Durchlaufkokille zum Stahlstranggießen bezeichnet, die einen durchlaufend gleichbleibenden Querschnitt aufweist und vorzugsweise als Plattenkokille ausgebildet ist. Mit dieser Durchlaufkokille können Gußstränge in einer Dicke 2 zwischen 60 und 150 mm, vorzugsweise in einer Dicke zwischen 60 und 100 mm (sogenannte Dünnbrammen), gegossen werden. Für Durchlaufkokillen dieser Dicke ist die Verwendung eines herkömmlichen Tauchrohres 3 möglich, wodurch sich stabile Betriebsbedingungen, was die Kühlung und Schmelzenverteilung betrifft, ergeben, so daß der die Durchlaufkokille 1 verlassende Strang 4 eine gleichmäßige und stabil ausgebildete Strangschale aufweist.
  • Unterhalb der Durchlaufkokille 1, die vorzugsweise als gerade Kokille ausgebildet ist, ist zur Bildung einer ersten Verformungsstufe ein Vertikalstützgerüst 5 angeordnet, das hydraulisch (- wie durch Druckmittelzylinder 6 angedeutet -) an die Strangschale anstellbare Stützrollen 7 aufweist. Dieses Vertikalstützgerüst ist in zwei Teilsegmente 5', 5'' unterteilt, so daß mit jedem Teilsegment unterschiedliche Kräfte auf den Strang 4 aufbringbar sind. Mit Hilfe dieses Vertikalstützgerüstes 5 wird eine sogenannte "weiche Reduktion" des erstarrenden Stranges 4 mit noch flüssigem Kern als erster Verformungsschritt durchgeführt, wobei die Belastung der Strangschale in der Zwei-Phasen-Grenzschicht unter einer die Endproduktqualität beeinflussenden Grenzdehnung bleibt. Mit Hilfe dieser sogenannten "weichen Reduktion" läßt sich eine Verringerung der Strangdicke um bis zu 30 mm ohne Qualitätseinbußen erzielen. Anschließend an das Vertikalsegment 5 sind noch weitere Bogensegmente 8, 9 vorgesehen, die gegebenenfalls ebenfalls hydraulisch anstellbare Stützrollen 7 aufweisen.
  • Nach Umlenkung des Stranges 4 in die Horizontale wird dieser durch ein einfaches (gegebenenfalls mehrstufiges) Verformungsgerüst 10 hindurchgeführt, das zur Verformung des nunmehr bereits durcherstarrten Stranges 4 als zweite Verformungsstufe (zweiter Verformungsschritt) aktiviert werden kann. Damit wird eine Dicke 12 eines Vorstreifens entsprechend der erforderlichen Warmbanddicke mit einer Stichabnahme bis zu maximal 60 % (z.B.: 70 auf 30 mm) erreicht.
  • Vor Durchtritt durch das Verformungsgerüst 10 wird der Strang 4 einer Entzunderung in einer Entzunderungseinrichtung 11 unterzogen, die eine weiche Entzunderung mittels rotierender Entzunderungsdüsen sowie mit speziellen Wasserabstreifern für das Entzunderungswasser ermöglicht.
  • Die Dickenvorreduktion erlaubt vor dem Temperaturausgleich eine Beeinflussung der Endproduktqualität insbesondere für mikrolegierte Stähle, welche üblicherweise durch entsprechende Stichabnahmen über der Rekristallisations-Stop-Temperatur, durch Ausscheidungs- und Rekristallisationsvorgänge beeinflußt werden.
  • Nach der Vorreduktion weist der Strang 4 vorzugsweise das Format eines Vorstreifens, also eines (nicht wickelbaren) Vormaterials zur Bandherstellung auf. Die Dicke 12 beträgt vorzugsweise 30 mm und mehr.
  • Dem Verformungsgerüst 7 nachgeordnet ist eine Trenneinrichtung 13 zur Querteilung des Gußstranges 4 wobei der je nach Anforderungen an das Endprodukt in der Stranggießanlage verformte Strang 4 mittels einer hydraulischen Schere in den Coilgewichten entsprechende Längen getrennt wird.
  • Die dabei entstehenden Strangstücke 14 mit 30 bis 150 mm Dicke (letzteres im Falle eines unverformten Stranges maximaler Dicke) laufen dann in eine Transport- und Homogenisierungseinrichtung, z.B. einen Rollenherdofen 15 ein, die je nach Brammentemperatur auch in der Lage ist, eine Dünnbramme aufzuheizen. In diesem Rollenherdofen 15 wird der gesamte Querschnitt des Strangstückes 14, insbesondere deren Kanten, auf eine gleichmäßige Temperatur gebracht. In diesem Ofenaggregat 15 können die Strangstücke gepuffert (gespeichert, z.B. durch Stapeln) werden, d.h. im Falle von kurzzeitigen Störungen in einem Teil der Anlage werden Dünnbrammen bzw. Strangstücke 14 aufgenommen, bis es zur Wiederaufnahme des Herstellungsprozesses kommt.
  • Anschließend an den Rollenherdofen 15 ist eine weitere Trenneinrichtung, die als hydraulische Schere 16 ausgebildet ist, vorgesehen, die im Falle einer Störung in der nachfolgenden als dritte Verformungsstufe fungierenden Walzwerksstufe 17 aktiviert wird. Vor Eintritt in die Walzwerkstufe 17 erfolgt eine Entzunderung in einer Entzunderungseinrichtung 18, die vorzugsweise eine Rotorentzunderung mit geringem Wasserverbrauch und daraus folgendem geringem Temperaturabfall bei hervorragender Entzunderungswirkung ist.
  • Nachfolgend erfolgt die Walzung der Strangstücke in der Walzwerksstufe 17, die aus Fertiggerüsten 19 besteht. Die Anzahl der Fertiggerüste 19 der Fertigstraße ergibt sich aus der Dicke 12 der Strangstücke 14 nach dem Abtrennen vom Gußstrang 4 und der zu walzenden Banddicke 20. Die Strangstücke 14 erfahren keine γ-α-Umwandlung bis zu jenem Zeitpunkt im Herstellungsprozeß, zu dem die γ-α-Umwandlung aufgrund materialkundlicher Vorgänge zur Errreichung der geforderten mechanisch-technologischen Kennwerte sowie der Zähigkeit für die jeweilig hergestellte Stahlsorte erforderlich ist.
  • Für kleinere Kapazitäten kann die Fertigstraße durch ein Steckelwalzwerk ersetzt werden. Diese Möglichkeit wird vorzugsweise zur Herstellung von Warmbändern aus rostfreiem Stahl oder Sonderstahl aus Dünnbrammen herangezogen.
  • Nach Austritt aus der Walzwerksstufe 17 wird das gewalzte Strangstück 14 in einer Kühlstrecke 21 (Laminarkühlstrecke) auf Haspeltemperatur gekühlt und mittels einer Haspeleinrichtung 22 zu einem Bund 23 gewickelt. Das fertiggewalzte Band ist mit 24 bezeichnet.
  • Die erfindungsgemäß vorgesehenen Kombinationsmöglichkeiten der drei Verformungsstufen erhöhen die gesamte Anlagenflexibilität, da auch ohne "weicher Reduktion" (erster Verformungsschritt) mit flüssigem Sumpf bzw. Walzung nach Durcherstarrung (zweiter Verformungsschritt) der Gesamtprozeß ohne Qualitäts- und Leistungseinbußen im Betrieb bleibt. So ist beispielsweise bei der vorliegenden Anlage die Aktivierung sämtlicher Verformungsstufen nur für ca. 15 bis 20 % der Gesamtproduktion notwendig, nämlich für jenen Teil der Produktion, der auf eine Enddicke gewalzt werden soll, die mit der Fertigstraße andernfalls nicht erreichbar ist.
  • Weiters erlaubt die Anordnung eine Energieoptimierung des Gesamtprozesses durch Ausbalancierung von Gießdicke (D) und Enddicke (P) mit dem Ziel, die größtmögliche Enthalpie der Strangstücke in den Rollenherdofen 15 mitzubringen. Erreicht wird das durch ein dynamisches Kühlregime mittels Luft-Wasserdüsen zur Erhöhung der Austrittstemperatur des Stranges sowie der "weichen Entzunderung".
  • Im erfindungsgemäß vorgeschlagenen Prozeß entfallen die üblicherweise ablaufenden Gefügeänderungen, da die Stahltemperatur nicht unter die Umwandlungstemperatur Ar₃ sinkt. Die bei spezifischen Stahlgüten nicht ablaufenden, aber erforderlichen Vorgänge für ein feines und homogenes Gefüge werden durch die vorgesehenen Anlagenteile mit Hilfe der Vorverformung kompensiert. Damit ergeben sich vorteilhaft neue Perspektiven zur Herstellung mikrolegierter Stähle mit Hilfe der Dünnbrammentechnologie.
  • Die Vielfältigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in nachstehender Tabelle dokumentiert. In dieser Tabelle sind in horizontalen Zeilen für unterschiedliche Stahlqualitäten die kleinsten erzielbaren Banddicken bei einer Gießdicke von 70 mm angegeben, wobei zusätzlich angegeben ist, welche der beiden ersten Verformungsstufen aktiviert ist. Die erste Verformungsstufe - mit einer Dickenreduktion von 10 mm - ist mit I und die zweite Verformungsstufe - mit einer Dickenreduktion von 20 mm - mit II bezeichnet. Ist die entsprechende Verformungsstufe aktiviert, ist dies mit einem X, ist sie nicht aktiviert, ist dies mit einer 0 angemerkt. Ein N deutet darauf hin, daß diese Banddicken allein durch die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte nicht hergestellt werden sollen. Die dritte Verformungsstufe (Walzwerksstufe 17) ist mit fünf bis sieben Fertiggerüsten 19 für die in der Tabelle angegebenen Abmessungsbereiche stets in Betrieb.
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002

Claims (12)

  1. Verfahren zum alternativen Herstellen eines warmgewalzten Bandes (24), eines warmverformten Vorstreifens (14) oder einer unverformten Bramme aus Stahl mit Hilfe des Stranggießverfahrens, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
    - Gießen eines Stranges (4) in Brammendicke (2), vorzugsweise in einer Dicke zwischen 60 und 150 mm, insbesondere 60 bis 100 mm, in einer Durchlaufkokille (1), die einen durchlaufend gleichbleibenden Querschnitt aufweist,
    - einen ersten Verformungsschritt, beinhaltend ein Verformen des einen flüssigen Kern aufweisenden Stranges (4) zur Verminderung dessen Dicke (2),
    - einen zweiten Verformungsschritt, beinhaltend ein Verformen des bereits durcherstarrten Stranges (4) zur weiteren Dickenreduktion desselben auf ein Format (12) eines Vorstreifens, und
    - einen dritten Verformungsschritt, beinhaltend ein Verformen von vom Strang (4) abgetrennten Strangstücken (14), die vorzugsweise ein Format (12) eines Vorstreifens aufweisen, durch Warmwalzen der Strangstücke (14), wobei
    - zur Herstellung eines möglichst dünnen Bandes (24) sämtliche Verformungsschritte in Summe angewendet werden,
    - zur Herstellung eines Bandes (14) mit etwas größerer Dicke nur die nach Durcherstarren des Stranges (4) vorgesehenen Verformungsschritte einzeln oder in Summe durchgeführt werden, und
    - gewünschtenfalls unter Ausschaltung sämtlicher Verformungsschritte unverformte Brammen hergestellt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen eines Bandes (24) der erste und der zweite Verformungsschritt einzeln oder gemeinsam in Abhängigkeit der Stahlqualität unter Berücksichtigung deren Verformungseigenschaften bei den bei diesen Verformungsschritten herrschenden Temperaturverhältnissen durchgeführt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für hochlegierte oder hochkohlige Baustähle, für hochfeste Röhrenstähle, für austenitische Stähle und für Duplexstähle nur der zweite und dritte Verformungsschritt durchgeführt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verformungsschritt unmittelbar nach Austritt des Stranges (4) aus der Kokille (1) durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verformungsschritt in einer Mehrzahl von Teilschritten durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Verformungsschritt eine Entzunderung vorgeordnet ist.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem dritten Verformungsschritt eine Temperatur-Homogenisierung der abgetrennten Strangstücke (14) durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch die ersten beiden Verfahrensschritte, einzeln oder gemeinsam angewandt, eine Reduzierung der Dicke des Stranges (4) herab bis zu einer Dicke von 30 mm oder einer darüberliegenden Dicke durchgeführt wird.
  9. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
    - eine Durchlaufkokille (1) mit durchlaufend gleichbleibendem Querschnitt,
    - eine erste Verformungsstufe (5 bis 9), die im Bereich unterhalb der Kokille, in dem der Strang (4) einen flüssigen Kern aufweist, vorgesehen ist,
    - eine zweite Verformungsstufe (10), die in dem Bereich, in dem der Strang (4) bereits durcherstarrt ist, vorgesehen ist,
    - eine dritte Verformungsstufe (17), die von einem ein- oder mehrgerüstigen Warmwalzgerüst (19) gebildet ist, und
    - einer zwischen der zweiten und der dritten Verformungsstufe angeordneten Trenneinrichtung (13) zur Herstellung von vom Strang (4) abgetrennter Strangstücke (14),
    - wobei die Verformungsstufen (5 bis 9, 10, 17) einzeln, zu zweien oder gemeinsam aktivierbar sind.
  10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verformungsstufe (5 bis 9) hydraulisch gegeneinander anstellbare, die Verformung des Stranges (4) bewirkende Rollen (7) aufweist.
  11. Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trenneinrichtung (13) und der dritten Verformungsstufe (17) eine Einrichtung (15) zur Temperatur-Homogenisierung der abgetrennten Strangstücke, wie ein Temperatur-Ausgleichsofen, vorgesehen ist.
  12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (15) zur Temperatur-Homogenisierung mit einer Speichereinrichtung zur Aufnahme mehrerer abgetrennter Strangstücke (14) versehen ist.
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