EP0934786B2 - Verfahren zum Stranggiessen von Metall sowie Stranggiessanlage hierzu - Google Patents

Verfahren zum Stranggiessen von Metall sowie Stranggiessanlage hierzu Download PDF

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EP0934786B2
EP0934786B2 EP99890050A EP99890050A EP0934786B2 EP 0934786 B2 EP0934786 B2 EP 0934786B2 EP 99890050 A EP99890050 A EP 99890050A EP 99890050 A EP99890050 A EP 99890050A EP 0934786 B2 EP0934786 B2 EP 0934786B2
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EP
European Patent Office
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zone
circular arc
radius
mold
strand
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP99890050A
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English (en)
French (fr)
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EP0934786B1 (de
EP0934786A1 (de
Inventor
Heinz Hödl
Michael Stiftinger
Andreas Eichinger
Kurt Engel
Jean-François Marioton
Gérard Zurita
Vincent Guyot
Catherine Lopes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Sollac Fos
Original Assignee
Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Sollac Fos
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Publication date
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Application filed by Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH, Sollac Fos filed Critical Voest Alpine Industrienlagenbau GmbH
Priority to SI9930001T priority Critical patent/SI934786T2/xx
Publication of EP0934786A1 publication Critical patent/EP0934786A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1282—Vertical casting and curving the cast stock to the horizontal

Definitions

  • the invention relates to a method for Continuous casting of metal, in particular steel strands, by pouring the metal into a straight, vertically aligned Mold and subsequent removal of the in the mold formed straight strand, the straight Initially strand along one Transition curve in a circular arc with a radius bent along with a circular arc guide guided to the radius, then in an end straightening zone straightened along a transitional curve and then over an approximately horizontal straight line is carried out, as well as a continuous casting plant for Implementation of the method and a method for Conversion of a continuous casting plant with a curved mold in a continuous casting plant with a straight mold.
  • the strand due to the direct cooling below the mold secures a sufficiently strong strand shell, so that the strand then in a bending zone such can be bent that he along a circular arc guide, which connects to the bending zone and a has predetermined radius, further promoted can be.
  • the circular arc guide closes one End straightening zone, in which the strand again straightened becomes. In the straight state, the strand is over an approximately horizontally oriented straight guide aus noted.
  • the invention has as its object, a method for continuous casting and a continuous casting plant to provide for the implementation of the procedure in which the strand using a straight mold and using the most important components a continuous casting machine with a bent mold such as e.g. the circular arc guide, casting platform, etc. are poured can.
  • Another object of the invention is in a Continuous casting plant with straight mold about the height To comply with a continuous caster with gebegener Mold at the same radius of the cast strand or the circular arc guide has. Necessary conversions when changing from a curved mold to a straight chillers should be minimized in terms of time and cost become.
  • the task is in a method for Continuous casting of a metal strand of the type described above Art solved by the strand in at least a bending zone along a transitional curve in a circular radius shape having a first radius is bent and in at least one subordinate a plurality of rewind force applying rollers comprising straightening zone along a transition curve in one Circular arc shape with a larger radius than the radius, which has the strand after the first bending zone, bent is, with the larger radius preferably the radius of the circular arc guide in front of the end straightening zone equivalent.
  • the first radius having strand between the first bending zone and the first downstream straightening zone along a Circular arc guide guided with this first radius, wherein advantageously emerging from the mold just Strand between the mold and the first bending zone is guided along a vertical linear guide.
  • the radius of the circular arc guide very big, will suitably the strand after bending in the first of the bending zone downstream straightening zone in at least one further downstream straightening zone in a circular arc shape with a larger radius than the Radius the strand before the downstream straightening zone has bent.
  • a continuous casting plant for carrying out the inventive method with a straight mold, one of these downstream in Strandausziehraum Strand guide with a bending zone, a circular arc guide and an end straightening zone followed by approximately horizontal linear guidance is characterized that at least one bending zone at least a plurality of rewinding force applying rollers comprehensive (s) straightening zone with subsequent circular arc guide is subordinate.
  • first bending zone and the first straightening zone provided a circular arc guide, being expedient between the mold and the first bending zone a vertical straight line for the strand is provided.
  • a preferred embodiment is characterized in that according to AT-B - 331 439 of caused by the bending zone (s) or straightening zones Course of stretching of the strand in at least one the two transitional areas approximately the shape of a skewed distorted, having a Wendetangente "S" possesses, whereby the slope at the beginning and at the End of the stretch curve applied over the area Zero is related to the X axis of a Cartesian Coordinate system whose origin is in each case located at the beginning of the transition curve and its X-axis represents a tangent to the transition curve.
  • the mold is between the mold and the bending zone is aligned with the Molded linear guide installed.
  • FIG. 1 is a curved mold with dashed lines 1 with the adjoining strand guide 2 illustrates, for simplicity of the Representation of the strand guide 2 in the upper area - d. H. immediately below the arched mold 1 - only by a dashed line representing the strand outer and underside, respectively illustrated is shown.
  • This strand guide 2 is, as usual, of adjoining the mold Support and guide rollers 2 'formed, the Strand on both sides, so on the outside or bottom and also on the inner or top at close intervals support.
  • the illustrated with dotted line Strand or sub. Strand outside thus forms a Enveloping all these roles.
  • the casting platform 3 is located approximately at the level of the upper edge of the curved mold 1.
  • the interior 4 of the curved mold 1, ie the continuous cavity 4, in which the molten metal, via a conventional ladle, not shown, in a likewise not shown, but conventionally ausgestaltetes intermediate vessel and flows from this via a pouring tube in the curved mold 1, is designed arcuate, u.zw. a circular arc.
  • the subsequent to the curved mold 1 circular arc guide 2 has a radius R end .
  • the center 5 of this circular arc guide is located approximately at the level of the lower half of the curved mold 1 and thus by the height H 0 below the mold level 6 of the curved mold first
  • the straightening zone 7 has advantageously a transition curve according to AT-B - 331 439 on to a gentle straightening of the strand too to back up.
  • an approximately horizontally oriented straight guide 8 is provided, the likewise closely adjacent support and guide rollers having.
  • the straight line guide 8 may also deviate from the horizontal; so 5 ° ⁇ from the horizontal are easily possible.
  • this straight mold 9 is offset by a small amount in terms of height relative to the curved mold 1, u.zw. raised by the height H v .
  • a mold 9 with a vertically aligned and rectilinear cavity 10, in which the molten metal is poured closes. a vertically oriented straight guide 11 at. This ensures a purely vertically oriented portion of the cast strand which ensures efficient cleaning, ie rising of contaminants and gas bubbles, which are flushed into the liquid core of the strand with the pouring stream.
  • a bending zone 12 which has a transition curve along which the strand of straight is bent into a circular arc shape.
  • This transitional curve is suitably also according to AT-B - 331 439 designed.
  • the circular arc shape has a radius R min , which is less than the radius R end of the circular arc guide 2, which was provided for the curved mold 1.
  • a circular arc guide 13 Downstream of the bending zone 12 is a circular arc guide 13 with the radius R min , which extends only over a smaller radius angle of about 20 °.
  • R min is to be selected depending on the material to be cast, the casting speed and the casting thickness (strand thickness). When choosing R min , it should be noted that the strand shell is not exposed to excessive loads (not too large a change in strain) during initial bending.
  • Essential to the invention is that the emerging from the straight mold 9 strand initially bent to a radius R min we, which is smaller than the radius R end of the circular arc guide 2 of the arc mold 1, and only then on this radius R end is bent.
  • This bending of the straight strand on the radius R end can also take place in several stages, for example by arranging several straightening zones 14 in succession, but also by bending in a first bending zone 12, which bends the straight strand to a narrower radius R min than the radius R end of the circular arc guide, then directing to a radius slightly greater than R min , which the strand occupies when he leaves the first bending zone, this process can also be repeated several times, until the radius R end of the circular arc guide of the arc mold is reached ,
  • These variants with multiple straightening or repeated bending-straightening are advantageous to apply, if it is desired that the straight mold 9 is located exactly on the level 3 of the developed curved mold 1.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen von Metall-, insbesondere Stahlsträngen, durch Gießen des Metalls in eine gerade, vertikal ausgerichtete Kokille und nachfolgendes Abziehen des in der Kokille gebildeten geraden Stranges, wobei der gerade Strang zunächst entlang einer Übergangskurve in eine Kreisbogenform mit einem Radius gebogen, entlang einer Kreisbogenführung mit dem Radius geführt, anschließend in einer End-Richtzone entlang einer Übergangskurve geradegerichtet und danach über eine etwa horizontale Geradführung ausgefördert wird, sowie eine Stranggießanlage zur Durchführung des Verfahrens und ein Verfahren zum Umbau einer Stranggießanlage mit einer Bogenkokille in eine Stranggießanlage mit einer geraden Kokille.
Es ist bekannt, zum Beispiel aus der AT-B-373 518 und der AT-B - 331 439, zur Erzeugung eines Metallstranges im Stranggießverfahren eine gerade Kokille zu verwenden, d.h. eine Kokille, deren Hohlraum, in den das flüssige Metall eingegossen wird, gerade ausgebildet und vertikal ausgerichtet ist. Der Strang wird nach dem Austreten aus der Kokille über eine Führung mit einem Rollensystem, das entweder in Sttitzsegmenten oder in durchgehenden Längsträgern eingebaut ist, geführt und gekühlt, so daß die noch dünne Strangschale ausreichend gegen durch den ferrostatischen Druck bewirktes Ausbeulen abgestützt ist. Zunächst wird meist der Strang unterhalb der Kokille noch mittels einer Geradführung geführt, die sich über eine Länge erstreckt, die dem Strang infolge der direkten Kühlung unterhalb der Kokille eine ausreichend feste Strangschale sichert, so daß der Strang anschließend in einer Biegezone derart gebogen werden kann, daß er entlang einer Kreisbogenführung, die an die Biegezone anschließt und einen vorbestimmten Radius aufweist, weitergefördert werden kann. An die Kreisbogenführung schließt eine End-Richtzone an, in der der Strang wiederum geradegerichtet wird. Im geraden Zustand wird der Strang über eine etwa horizontal ausgerichtete Geradführung ausgefördert.
Es ist ferner bekannt, beispielsweise aus der AT-B - 249 896, zur Erzeugung eines Metallstranges im Stranggießverfahren unter Vermeidung einer Biegezone den Strang bereits bogenförmig zu gießen, und zwar in einer sogenannten Bogenkokille. Bei einer solchen Bogenkokille ist der Hohlraum, in den das flüssige Metall gegossen wird, bogenförmig, vorzugsweise kreisbogenförmig ausgebildet, so daß der aus der Kokille austretende Strang direkt nach dem Austreten mittels einer Kreisbogenführung gestützt und gefördert werden kann. In diesem Fall ist lediglich am Ende der Kreisbogenführung eine End-Richtzone anzuordnen, in der der Strang wiederum geradegerichtet wird, so daß er anschließend so wie oben beschrieben an einer etwa horizontal angeordneten Geradführung ausgefördert werden kann.
Stranggießanlagen mit Bogenkokillen wurden zwar weltweit gebaut; diese Anlagen haben jedoch metallurgische Nachteile, die vor allem darin zu sehen sind, daß mit dem Gießstrahl eingebrachte Verunreinigungen und Gasbläschen, die tief in den flüssigen Kern des Stranges vordringen, nicht mehr so leicht zum Gießspiegel aufsteigen können wie bei einer geraden Kokille. Auch sind die Strömungsverhältnisse bei einer Bogenkokille weniger günstig, so daß es eher zu Störungen beim Schalenwachstum kommen kann.
Aus diesen Gründen hat man versucht, Stranggießanlagen mit Bogenkokillen in Stranggießanlagen mit einer geraden Kokille umzubauen. Will man hierbei die gleiche Strangführung verwenden, wie sie bei der ursprünglichen Stranggießanlage mit Bogenkokille vorgesehen war, ist man gezwungen, der kreisbogenförmigen Strangführung eine Biegezone vorzuordnen und oberhalb derselben fluchtend eine gerade Stranggießkokille anzuordnen. Dies gibt jedoch Schwierigkeiten, da dann das Niveau der geraden Kokille weit über der Höhe der ursprünglich vorgesehenen Bogenkokille liegt. Dies ist nicht akzeptabel, da unter Umständen nicht nur die Gießhalle vergrößert werden muß, sondern das gesamte Hallenkonzept neu gestaltet werden muß, denn es müssen die Gießbühne, Zwischengefäße und der Pfannentragturm sowie die Zubringung der Pfannen etc. an das neue Niveau angepaßt werden. Die Folge ist eine völlige Umgestaltung der Gießhalle, was dementsprechend kostspielig ist und anderseits eine lange Stillegung des Gießbetriebes bedingt.
Eine andere Möglichkeit ist die, die Kreisbogenführung zu ersetzen, u.zw. durch eine Kreisbogenführung, passend zur geraden Kokille mit nachgeordneter Biegezone. Dies ist jedoch ebenfalls sehr aufwendig und kostspielig, so daß man doch in den meisten Fällen die metallurgischen Nachteile einer Bogenkokille in Kauf genommen hat.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zum Stranggießen sowie eine Stranggießanlage zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei denen der Strang unter Verwendung einer geraden Kokille und unter Verwendung der wichtigsten Komponenten einer Stranggießanlage mit gebogener Kokille, wie z.B. der Kreisbogenführung, Gießbühne etc. gegossen werden kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, bei einer Stranggießanlage mit gerader Kokille etwa die Bauhöhe einzuhalten, die eine Stranggießanlage mit gebegener Kokille bei gleichem Radius des Gießstranges bzw. der Kreisbogenführung aufweist. Notwendige Umbauten beim Wechsel von einer Bogenkokille zu einer geraden Kokille sollen zeit- und kostenmäßig minimiert werden.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Stranggießen eines Metallstranges der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der Strang in mindestens einer Biegezone entlang einer Übergangskurve in eine einen ersten Radius aufweisende Kreisbogenform gebogen wird und in mindestens einer nachgeordneten mehrere eine Rückbiegekraft aufbringende Rollen umfassende(n) Richtzone entlang einer Übergangskurve in eine Kreisbogenform mit größerem Radius als der Radius, den der Strang nach der ersten Biegezone aufweist, gebogen wird, wobei der größere Radius vorzugsweise dem Radius der Kreisbogenführung vor der End-Richtzone entspricht.
Vorzugsweise wird der einen ersten Radius aufweisende Strang zwischen der ersten Biegezone und der ersten nachgeordneten Richtzone entlang einer Kreisbogenführung mit diesem ersten Radius geführt, wobei vorteilhaft der aus der Kokille austretende gerade Strang zwischen der Kokille und der ersten Biegezone entlang einer vertikalen Geradführung geführt wird.
Ist der Radius der Kreisbogenführung sehr groß, wird zweckmäßig der Strang nach dem Biegen in der ersten der Biegezone nachgeordneten Richtzone in mindestens einer weiteren nachgeordneten Richtzone in eine Kreisbogenform mit größerem Radius, als der Radius, den der Strang vor der nachgeordneten Richtzone aufweist, gebogen.
Für große Radien der Kreisbogenführung kann gemäß einer Variante am Strang nach dem Verformen in der ersten Biege- und nachgeordneten Richtzone mindestens ein weiteres Verformen in einer weiteren Biege- und nachgeordneten Richtzone durchgeführt werden.
Eine Stranggießanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer geraden Kokille, einer dieser in Strangausziehrichtung nachgeordneten Strangführung mit einer Biegezone, einer Kreisbogenführung und einer End-Richtzone mit anschließender etwa horizontaler Geradführung ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer Biegezone mindestens eine mehrere eine Rückbiegekraft aufbringende Rollen umfassende(n) Richtzone mit anschließender Kreisbogenführung nachgeordnet ist.
Vorteilhaft ist zwischen der ersten Biegezone und der ersten Richtzone eine Kreisbogenführung vorgesehen, wobei zweckmäßig zwischen der Kokille und der ersten Biegezone eine vertikale Geradführung für den Strang vorgesehen ist.
Gemäß einer Variante ist nach der ersten Biege- und nachgeordneten Richtzone mindestens eine weitere Biegezone mit nachgeordneter Richtzone vorgesehen.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß gemäß der AT-B - 331 439 der durch die Biegezone(n) bzw. Richtzonen hervorgerufene Verlauf der Dehnung des Stranges in mindestens einem der beiden Übergangsbereiche etwa die Gestalt eines schräg verzerrten, eine Wendetangente aufweisenden "S" besitzt, wobei die Steigung am Beginn und am Ende der über dem Bereich aufgetragenen Dehnungskurve Null ist, bezogen auf die X-Achse eines karthesischen Koordinatensystems, dessen Ursprung sich jeweils am Beginn der Übergangskurve befindet und dessen X-Achse eine Tangente an die Übergangskurve darstellt.
Hierbei entspricht zweckmäßig die Steigung der Wendetangente höchstens einer maximal zulässigen Änderung der Dehnung von 0,0025 %/mm beim Biegen und 0,0030%/mm beim Richten.
Vorzugsweise folgt die Übergangskurve der Differentialgleichung der Krümmungsänderung (y"') y''' = ϕ'(xj)·1RE0 XE∫ϕ'(xj)dx und ist ϕ' (xj) die Funktion der Dehnungsänderung, die über die Erstreckung der Biege- bzw. Richtzone einen von Null zunächst ansteigenden, dann das Maximum der Dehnungsänderung erreichenden und dann wieder auf Null abfallenden Verlauf hat, stellt RE gleich dem Kreisbogenradius am Ende der Biege- bzw. am Anfang der Richtzone und XE die vertikale Projektion der Biegezone bzw. die horizontale Projektion der Richtzone, und xj eine Lagekoordinate im Koordinatensystem dar.
Ein Verfahren zum Umbau einer Stranggießanlage mit einer Bogenkokille, einer daran anschließenden Kreisbogenführung und einer End-Richtzone mit nachgeordneter etwa horizontaler Geradführung in eine Stranggießanlage mit einer geraden, vertikal ausgerichteten Kokille ist dadurch gekennzeichnet,
  • daß die Bogenkokille und ein daran anschließender Teil der Kreisbogenführung entfernt werden,
  • daß eine gerade Kokille an einer Stelle der Stranggießanlage eingebaut wird, deren Entfernung zum Krümmungsmittelpunkt der Kreisbogenführung geringer ist als der Radius der ursprünglichen Kreisbogenführung,
  • daß eine eine Übergangskurve aufweisende Biegezone fluchtend zur geraden Kokille eingebaut wird, aus der der Strang mit einem ersten Radius, der geringer ist als der Radius der Kreisbogenführung, austritt, und
  • daß der Biegezone nachfolgend mindestens eine mehrere eine Rückbiegekraft aufbringende Rollen umfassende(n), Richtzone eingebaut wird, aus der der Strang mit einem zweiten Radius, der größer ist als der erste Radius, austritt, und welcher zweite Radius vorzugsweise dem Radius des in der Stranggießanlage verbleibenden Teils der ursprünglich vorhandenen Kreisbogenführung entspricht und in diese Kreisbogenführung fluchtend, d.h. tangentengleich übergeht.
Zweckmäßig wird zwischen der Biegezone und der ersten Richtzone eine Kreisbogenführung eingebaut.
Gemäß einer bevorzugten Variante wird zwischen der Kokille und der Biegezone eine fluchtend zur Kokille angeordnete Geradführung eingebaut.
Um mit einer nicht zu starken Biegung des Stranges das Auslangen zu finden, wird vorteilhaft die gerade Kokille in einem Niveau in die Stranggießanlage eingebaut, das von dem Niveau der Bogenkokille nur gering abweicht, vorzugsweise gering über diesem Niveau liegt, wobei die Abweichung vom Niveau der Bogenkokille abhängig ist von der Hallenhöhe, der installierten Krananlage etc. Als "geringe Höhenabweichung" wird in der Regel eine solche bezeichnet, bei der ein Umbau der Hallenkonstruktion auf jeden Fall vermieden werden kann; in der Regel liegt die Höhenabweichung bei üblich gestalteten Gießhallen bei ½ m bis maximal einem Meter.
Für große Radien der Kreisbogenführung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn anschließend an die erste Richtzone eine weitere Richtzone mit nachgeordneter Kreisbogenführung eingebaut wird.
Nach einer anderen Variante ist es für große Radien der Kreisbogenführung zweckmäßig, wenn nach der ersten Biege- und nachgeordneten Richtzone mindestens eine weitere Biege- und nachgeordnete Richtzone eingebaut wird.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung veranschaulicht ist, näher erläutert, wobei die Fig. eine schematische Seitenansicht einer Stranggießanlage mit gerader Kokille und gebogener Kokille zeigt.
In der Fig. ist mit strichlierten Linien eine Bogenkokille 1 mit der an sie anschließenden Strangführung 2 veranschaulicht, wobei zur Vereinfachung der Darstellung die Strangführung 2 im oberen Bereich - d. h. unmittelbar unterhalb der Bogenkokille 1 - nur durch eine strichlierte Linie, die die Strangaußen- bzw. -unterseite veranschaulicht, dargestellt ist. Diese Strangführung 2 ist, so wie üblich, von an die Kokille anschließenden Stütz- und Führungsrollen 2' gebildet, die den Strang beidseitig, also an der Außen- bzw. Unterseite und auch an der Innen- bzw. Oberseite in engen Abständen abstützen. Die mit strichlierter Linie veranschaulichte Strangunter-bzw. Strangaußenseite bildet somit eine Einhüllende all dieser Rollen.
Die Gießbühne 3 liegt etwa in der Höhe der Oberkante der Bogenkokille 1. Der Innenraum 4 der Bogenkokille 1, d.h. der durchgehende Hohlraum 4, in den die Metallschmelze, die über eine nicht dargestellte übliche Gießpfanne in ein ebenfalls nicht dargestelltes, jedoch herkömmlich ausgestaltetes Zwischengefäß und von diesem über ein Gießrohr in die Bogenkokille 1 strömt, ist bogenförmig gestaltet, u.zw. kreisbogenförmig. Die an die Bogenkokille 1 anschließende Kreisbogenführung 2 weist einen Radius Rend auf. Der Mittelpunkt 5 dieser Kreisbogenführung befindet sich etwa in Höhe der unteren Hälfte der Bogenkokille 1 und somit um die Höhe H0 unterhalb des Gießspiegels 6 der Bogenkokille 1.
An die Kreisbogenführung 2, die sich nicht ganz über einen Viertelkreisbogen erstreckt, schließt eine Richtzone 7 an, in der der Strang mittels Stütz- und Biegerollen geradegerichtet wird. Die Richtzone 7 weist vorteilhaft eine Übergangskurve gemäß AT-B - 331 439 auf, um ein schonendes Geraderichten des Stranges zu sichern. Anschließend an die Richtzone 7 ist eine etwa horizontal ausgerichtete Geradführung 8 vorgesehen, die ebenfalls eng benachbarte Stütz- und Führungsrollen aufweist. Entlang dieser Geradführung 8 wird der Strang ausgefördert, anschließend in einzelne Strangstücke getrennt oder auch direkt verwalzt. Die Geradführung 8 kann von der Horizontalen auch abweichen; so sind 5° ± von der Horizontalen ohne weiteres möglich.
Mit vollen Linien ist in der Fig. eine Stranggießanlage dargestellt, bei der anstelle der Bogenkokille 1 eine gerade Kokille 9 Verwendung findet. Wie aus der Fig. ersichtlich, ist diese gerade Kokille 9 um einen horizontalen Betrag HH gegenüber der Bogenkokille 1 in Richtung zum Mittelpunkt 5 der Kreisbogenführung 2 versetzt angeordnet.
Zusätzlich ist diese gerade Kokille 9 auch um einen geringen Betrag höhenmäßig gegenüber der Bogenkokille 1 versetzt, u.zw. um die Höhe Hv angehoben. An die gerade Kokille 9, d.h. eine Kokille 9 mit einem vertikal ausgerichteten und geradlinigen Hohlraum 10, in den die Metallschmelze eingegossen wird, schließt. eine vertikal ausgerichtete Geradführung 11 an. Hierdurch wird ein rein vertikal ausgerichteter Abschnitt des gegossenen Stranges sichergestellt, der ein effizientes Reinigen, d.h. Aufsteigen von Verunreinigungen und Gasbläschen, die mit dem Gießstrahl in den flüssigen Kern des Stranges eingespült werden, sicherstellt.
Anschließend an die vertikale Geradführung 11 ist eine Biegezone 12 vorgesehen, die eine Übergangskurve aufweist, entlang der der Strang von geradlinig in eine Kreisbogenform gebogen wird. Diese Übergangskurve ist zweckmäßig ebenfalls gemäß der AT-B - 331 439 gestaltet.
Die Kreisbogenform weist einen Radius Rmin auf, der geringer ist als der Radius Rend der Kreisbogenführung 2, die für die Bogenkokille 1 vorgesehen war. Der Biegezone 12 nachgeordnet ist eine Kreisbogenführung 13 mit dem Radius Rmin, die sich nur über einen kleineren Radiuswinkel von etwa 20° erstreckt. An diese Kreisbogenführung 13 schließt eine Richtzone 14 an, in der der Strang geringfügig gerichtet wird, u.zw. genau auf den Radius Rend aufgebogen wird, den die ursprünglich für die Bogenkokille 1 vorgesehene Kreisbogenführung 2 aufweist. Rmin ist in Abhängigkeit vom zu vergießenden Werkstoff, von der Gießgeschwindigkeit und von der Gießdicke (Strangdicke) zu wählen. Es ist bei der Wahl von Rmin zu beachten, daß die Strangschale keinen zu großen Belastungen (keiner zu großen Dehnungsänderung) beim erstmaligen Biegen ausgesetzt wird.
Je näher die gerade Kokille 9 zum Krümmungsmittelpunkt 5 gerückt wird, desto eher gelingt es, für die gerade Kokille 9 - trotz relativ langer Geradführung 11 - ein Niveau 3 der Bogenkokille 1 zu halten, allerdings unter Verkleinerung von Rmin, insbesondere dann, wenn eine lange vertikale Geradführung 11 gewünscht wird.
Auf diese Art und Weise gelingt es, den Strang von einer geraden Kokille 9 in die Kreisbogenführung 2 der Bogenkokille 1 zu bringen, ohne daß die gerade Kokille 9 weit angehoben werden muß. Somit gelingt es mit einem nur geringen Umbau - es muß lediglich der erste Teil 15 der Kreisbogenführung 2, der von der Bogenkokille 1 ausgeht und sich bis zum Ende der neu errichteten Richtzone 14 erstreckt, entfernt werden - sich sämtliche metallurgischen Vorteile der geraden Kokille zunutze zu machen. Das Zwischengefäß und der Pfannentragturm können ohne weiteres weiter verwendet werden, gegebenenfalls nach nur geringfügiger Anhebung. Die Gießhalle selbst wird hierdurch keinesfalls betroffen.
Aus der Fig. ist zu ersehen, daß eine geringfügige Verkürzung der an die gerade Kokille 9 anschließenden vertikalen Geradführung 11 genügen würde, und die gerade Kokille 9 käme genau auf dem Niveau zu stehen, auf dem sich die Bogenkokille 1 befunden hat.
Wesentlich für die Erfindung ist, daß der aus der geraden Kokille 9 austretende Strang zunächst auf einen Radius Rmin gebogen wir, der kleiner ist als der Radius Rend der Kreisbogenführung 2 der Bogenkokille 1, und erst dann auf diesen Radius Rend gebogen wird. Dieses Biegen des geraden Stranges auf den Radius Rend kann auch in mehreren Stufen erfolgen, beispielsweise durch Anordnung mehrerer Richtzonen 14 hintereinander, aber auch durch Biegen in einer ersten Biegezone 12, die den geraden Strang auf einen engeren Radius Rmin biegt als der Radius Rend der Kreisbogenführung, anschließendes Richten auf einen etwas größeren Radius als Rmin,den der Strang einnimmt, wenn er die erste Biegezone verläßt, wobei sich dieser Vorgang auch mehrmals wiederholen kann, so lange, bis der Radius Rend der Kreisbogenführung der Bogenkokille erreicht ist. Diese Varianten mit mehrmaligem Richten bzw. mehrmaligem Biegen-Richten sind vorteilhaft anzuwenden, wenn gewünscht wird, daß sich die gerade Kokille 9 genau auf dem Niveau 3 der ausgebauten Bogenkokille 1 befindet.

Claims (18)

  1. Verfahren zum Stranggießen von Metall-, insbesondere Stahlsträngen, durch Gießen des Metalls in eine gerade, vertikal ausgerichtete Kokille (9) und nachfolgendes Abziehen des in der Kokille (9) gebildeten geraden Stranges, wobei der gerade Strang zunächst entlang einer Übergangskurve in eine Kreisbogenform mit einem Radius (Rend) gebogen, entlang einer Kreisbogenführung (2) mit dem Radius (Rend) geführt, anschließend in einer End-Richtzone (7) entlang einer Übergangskurve geradegerichtet und danach über eine etwa horizontale Geradführung (8) ausgefördert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang in mindestens einer Biegezone (12) entlang einer Übergangskurve in eine einen ersten Radius (Rmin) aufweisende Kreisbogenform gebogen wird und in mindestens einer nachgeordneten mehrere eine Rückbiegekraft aufbringende Rollen umfassende(n) Richtzone (14) entlang einer Übergangskurve in eine Kreisbogenform mit größerem Radius (Rend) als der Radius (Rmin), den der Strang nach der ersten Biegezone aufweist, gebogen wird, wobei der größere Radius (Rend) vorzugsweise dem Radius (Rend) der Kreisbogenführung (2) vor der End-Richtzone (7) entspricht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einen ersten Radius (Rmin) aufweisende Strang zwischen der ersten Biegezone (12) und der ersten nachgeordneten Richtzone (14) entlang einer Kreisbogenführung (13) mit diesem ersten Radius (Rmin) geführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der Kokille (9) austretende gerade Strang zwischen der Kokille (9) und der ersten Biegezone (12) entlang einer vertikalen Geradführung (11) geführt wird.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang nach dem Biegen in der ersten, der Biegezone (12) nachgeordneten Richtzone (14) in mindestens einer weiteren nachgeordneten Richtzone in eine Kreisbogenform mit größerem Radius als der Radius (Rmin), den der Strang vor der nachgeordneten Richtzone aufweist, gebogen wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Strang nach dem Verformen in der ersten Biegeund nachgeordneten Richtzone (12, 14) mindestens ein weiteres Verformen in einer weiteren Biege- und nachgeordneten Richtzone durchgeführt wird.
  6. Stfanggießanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 mit einer geraden Kokille (9), einer dieser in Strangausziehrichtung nachgeordneten Strangführung mit einer Biegezone (12), einer Kreisbogenführung (2) und einer End-Richtzone (7) mit anschließender etwa horizontaler Geradführung (8), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer Biegezone (12) mindestens eine mehrere eine Rückbiegekraft aufbringende Rollen umfassende(n) Richtzone (14) mit anschließender Kreisbogenführung (2) nachgeordnet ist.
  7. Stranggießanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Biegezone (12) und der ersten Richtzone (14) eine Kreisbogenführung (13) vorgesehen ist.
  8. Stranggießanlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kokille (9) und der ersten Biegezone (12) eine vertikale Geradführung (11) für den Strang vorgesehen ist.
  9. Stranggießanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach der ersten Biege- und nachgeordneten Richtzone (12, 14) mindestens eine weitere Biegezone mit nachgeordneter Richtzone vorgesehen ist.
  10. Stranggießanlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Biegezone(n) (12) bzw. Richtzonen (7, 14) hervorgerufene Verlauf der Dehnung des Stranges in mindestens einem der beiden Übergangsbereiche etwa die Gestalt eines schräg verzerrten, eine Wendetangente aufweisenden "S" besitzt, wobei die Steigung am Beginn und am Ende der über dem Bereich aufgetragenen Dehnungskurve Null ist, bezogen auf die X-Achse eines karthesischen Koordinatensystems, dessen Ursprung sich jeweils am Beginn der Übergangskurve befindet und dessen X-Achse eine Tangente an die Übergangskurve darstellt.
  11. Stranggießanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung der Wendetangente höchstens einer maximal zulässigen Änderung der Dehnung von 0,0025 %/mm beim Biegen und 0,0030%/mm beim Richten entspricht.
  12. Stranggießanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangskurve der Differentialgleichung der Krümmungsänderung (y"') y''' = ϕ'(xj)·1RE0 XE∫ϕ'(xj)dx folgt und ϕ'(xj) die Funktion der Dehnungsänderung ist, die über die Erstreckung der Biege - bzw. Richtzone (12, 14,7) einen von Null zunächst ansteigenden, dann das Maximum der Dehnungsänderung erreichenden und dann wieder auf Null abfallenden Verlauf hat, RE gleich dem Kreisbogenradius am Ende der Biege- bzw. am Anfang der Richtzone (12, 14, 7) und XE die vertikale Projektion der Biegezone (12) bzw. die horizontale Projektion der Richtzone (14, 7), und xj eine Lagekoordinate im Koordinatensystem darstellt.
  13. Verfahren zum Umbau einer Stranggießanlage mit einer Bogenkokille (1), einer daran anschließenden Kreisbogenführung (2) und einer End-Richtzone (7) mit nachgeordneter etwa horizontaler Geradführung (8) in eine Stranggießanlage mit einer geraden, vertikal ausgerichteten Kokille (9), dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bogenkokille (1) und ein daran anschließender Teil (15) der Kreisbogenführung (2) entfernt werden,
    daß eine gerade Kokille (9) an einer Stelle der Stranggießanlage eingebaut wird, deren Mittel achsen entfemung zum Krümmungsmittelpunkt (5) der Kreisbogenführung (2) geringer ist als der Radius (Rend) der ursprünglichen Kreisbogenführung (2),
    daß eine eine Übergangskurve aufweisende Biegezone (12) fluchtend zur geraden Kokille (9) eingebaut wird, aus der der Strang mit einem ersten Radius (Rmin), der geringer ist als der Radius (Rend) der Kreisbogenführung (2), austritt, und
    daß der Biegezone (12) nachfolgend mindestens eine mehrere eine Rückbiegekraft aufbringende Rollen umfassende(n) Richtzone (14) eingebaut wird, aus der der Strang mit einem zweiten Radius (Rend), der größer ist als der erste Radius (Rmin), austritt, und welcher zweite Radius (Rend) vorzugsweise dem Radius (Rend) des in der Stranggießanlage verbleibenden Teils der ursprünglich vorhandenen Kreisbogenführung (2) entspricht und in diese Kreisbogenführung (2) fluchtend, d.h. tangentengleich übergeht.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Biegezone (12) und der ersten Richtzone (14) eine Kreisbogenführung (13) eingebaut wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kokille (9) und der Biegezone (12) eine fluchtend zur Kokille (9) angeordnete Geradführung (11 ) eingebaut wird.
  16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die gerade Kokille (9) in einem Niveau in die Stranggießanlage eingebaut wird, das von dem Niveau (3) der Bogenkokille (1 ) nur gering abweicht, vorzugsweise gering über diesem Niveau (3) liegt.
  17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend an die erste Richtzone (14) eine weitere Richtzone mit nachgeordneter Kreisbogenführung eingebaut wird.
  18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß nach der ersten Biege- und nachgeordneten Richtzone (12, 14) mindestens eine weitere Biege- und nachgeordnete Richtzone eingebaut wird.
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