EP1132161B1 - Verfahren zum Stranggiessen von Brammen, und insbesondere von Dünnbrammen - Google Patents

Verfahren zum Stranggiessen von Brammen, und insbesondere von Dünnbrammen Download PDF

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EP1132161B1 EP01105743A EP01105743A EP1132161B1 EP 1132161 B1 EP1132161 B1 EP 1132161B1 EP 01105743 A EP01105743 A EP 01105743A EP 01105743 A EP01105743 A EP 01105743A EP 1132161 B1 EP1132161 B1 EP 1132161B1
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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
    • B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands

Definitions

  • the invention relates to a method for continuous casting of slabs, and in particular of thin slabs, in a continuous casting plant with a strand guide, comprising strand guide segments that can be adjusted in a clearance within a mold, in particular with pairs of rolls, wherein for the reduction of segregations and temporalities of the cast strand in the area of its Resterstarrung By reducing the strand guide segments in thickness is reduced (soft reduction).
  • the strand passes through a Soft Reduction track at the entrance he is not yet solidified, at whose End he should be solidified, what u. a. the casting speed one represents essential operating parameters.
  • the pairs of rolls in the soft reduction section will be used of individual segments beyond the shrinkage behavior of the strand set closer to improve in the area of Resterstarrung To achieve strand interior quality.
  • EP 0 834 364 describes a method and an apparatus for high-speed continuous casting plants with a strand thickness reduction during the Solidification, wherein melt preferably poured into an oscillating mold and the strand cross-section linearly over a minimum length of the strand guide directly under the mold, the so-called casting rolls, is reduced, with itself subsequent further strand reduction over the remaining strand guide, the "Soft-Reduction" until at most immediately before the final solidification or sump tip.
  • EP 0 177 796 B1 discloses a method for guiding and directing a G cashstranges in the straightening and outlet area of a Bogenstrangg manstrom, wherein oppositely arranged rollers of a spring force against the ferrostatic Pressure of the cast strand in a distance corresponding to the casting process being held.
  • This is a G manstrang Scheme increased strength is traced and in its passage between opposite roles the respective spring force reduced by a smaller additional power.
  • This proposal namely the clear distance or the jaw width via hydraulic cylinder with infinitely adjustable built-in inductive travel measurement and servo valves, requires a computational or metrological determination of the position of the sump tip.
  • the invention has the object, a effective method for improving the strand inner structure in its reduction area the Resterstarrung while avoiding increased role and bearing load which is mainly applicable to the central parts of the Stranges acts and the already solidified, marginal parts of the strand at the compression work spared.
  • An embodiment of the method provides that the cast strand in front of the area the soft reduction section with variably adjustable jaw width of the segments in at least one segment first decreasing to a range Mouth size in the nuclear liquid range is reduced ("Liquid Core Reduction") and then traverses a track area of increasing jaw width, and then in other segments in a reaching to the sump tip soft reduction range opens.
  • segment 2.2 is divided into the segment areas 2.2a and 2.2b. All segments have guide rollers 3, 3 'and are adjustable at a slight distance from each other.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the method according to the invention, after which the casting strand 4 in front of the area of the soft reduction route at variable adjustable jaw width (W) of the rollers 3, 3 'first a parallel path 1 passes below the mold 1 in at least one first segment 2.1.
  • segment 2.2 is first reduced in a track area 2a Jaw width (-W) carried out a "liquid core reduction", then the cast strand passes through a section IIb of increasing jaw width (+ W). Thereafter, the casting strand 4 opens in other segments 2.3 to 2.4 or 2.5 (not shown) in a reaching to the sump tip soft reduction route III one.
  • the range of enlarged mouth width + W of the distance IIb of FIG. 2 is between in the areas of Liquid Core Reduction (IIa) and Soft-Reduction III.
  • An embodiment of the method according to the invention provides that the mouth width W is linearly enlarged before the area of soft reduction III. It can but also be made use of the measure that the mouth width W before range III of the soft reduction is increased non-linearly.
  • the advantage is that in the production of thin slabs to avoid a critical deformation of the strand shell, the enlargement of the jaw width W between 1 and 8 mm is set.
  • Fig. 3 the casting strand is shown in cross section.
  • the bilateral bulge 5 is caused by an enlarged gap width adjustment in front of the area the soft reduction section III. This bulge 5 will be in the range of the soft reduction range III completely or partially pushed back.
  • the solid line shows the cross-sectional contour of the bulged strand.
  • the dashed Line 5 ' shows the contour of the strand after leaving the soft reduction section.

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

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen von Brammen, und insbesondere von Dünnbrammen, in einer Stranggießanlage mit einer Strangführung, umfassend unterhalb einer Kokille im lichten Abstand einstellbare Strangführungssegmente, insbesondere mit Rollenpaaren, wobei zur Verminderung von Seigerungen und Kemporositäten der Gießstrang im Bereich seiner Resterstarrung durch Anstellung der Strangführungssegmente in der Dicke reduziert wird (Soft-Reduction).
Bei einem bekannten Verfahren (DE 41 38 740 A1) durchläuft der Strang eine Soft-Reduction-Strecke bei deren Eintritt er noch nicht durcherstarrt ist, an deren Ende er jedoch durcherstarrt sein soll, wofür u. a. die Gießgeschwindigkeit einen wesentlichen Betriebsparameter darstellt. Im Bereich der Enderstarrung wird dabei eine Dickenreduktion bspw. für Dünnbrammen zwischen 0,5 und 3 mm pro Meter Gießlänge durchgeführt. Dazu werden in der Soft-Reduction-Strecke die Rollenpaare einzelner Segmente über das Schrumpfverhalten des Stranges hinausgehend enger eingestellt, um im Bereich der Resterstarrung eine Verbesserung der Strang-Innenqualität zu erreichen.
Die EP 0 834 364 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung für Hochgeschwindigkeits-Stranggießanlagen mit einer Strangdickenreduktion während der Erstarrung, wobei Schmelze vorzugsweise in eine oszillierende Kokille gegossen und der Strangquerschnitt linear über eine Mindestlänge der Strangführung unmittelbar unter der Kokille, dem sogenannten Gießwalzen, reduziert wird, mit sich anschließender weiterer Strang-Reduktion über die restliche Strangführung, der "Soft-Reduction", bis maximal unmittelbar vor der Enderstarrung bzw. Sumpfspitze. Durch diese verfahrenstechnischen Maßnahmen wird die Deformationsdichte der Strangquerschnittsreduktion so vorgegeben, dass die kritische Deformation der Strangschale unter Berücksichtigung der hohen Gießgeschwindigkeit und Stahlgüte nicht überschritten wird.
Die EP 0 177 796 B1 offenbart ein Verfahren zum Führen und Richten eines Gießstranges im Richt- und Auslaufbereich einer Bogenstranggießanlage, wobei gegenüberliegend angeordnete Rollen von einer Federkraft gegen den ferrostatischen Druck des Gießstranges in einem dem Gießverfahren entsprechenden Abstand gehalten werden. Dabei wird ein Gießstrangbereich erhöhter Festigkeit wegverfolgt und bei dessen Durchlauf zwischen gegenüberliegenden Rollen wird die jeweilige Federkraft durch eine geringere Zusatzkraft reduziert. Dieser Vorschlag, nämlich den lichten Abstand bzw. die Maulweite über Hydraulikzylinder mit eingebauter induktiver Wegemessung und Servoventilen stufenlos einzustellen, erfordert eine rechnerische oder messtechnische Ermittlung der Lage der Sumpfspitze.
Die in Stranggießanlagen entsprechend den vorgenannten Dokumenten und den darin beschriebenen Verfahren und Anlagen hergestellten Brammen oder Blöcke dienen als Ausgangsmaterial für Walzwerksprodukte zum Erzeugen von Blechen oder Bändern.
Um beim Stranggießen, insbesondere von Dünnbrammen, Seigerungen im Strang zu verringern und ein vergleichsweises optimales Gefüge zu erzielen, wird in der Strangführungs-Strecke der Anlage im Bereich der Enderstarrung zwecks Dickenreduktion, z. B. zwischen 0,5 und 3 mm pro Meter Strang, das Oberjoch eines Strangführungssegmentes mit den darin gelagerten Rollen zwischen Einlauf und Auslauf schräg angestellt, so dass auslaufseitig eine kleinere Maulweite als einlaufseitig vorhanden ist. Dabei wird vielfach der Strang im Bereich der Resterstarrung in der Dicke einschließlich der bereits durcherstarrten Kantenbereiche reduziert. Dies führt jedoch zu einer unnötig erhöhten Belastung von Rollen und ihren Lagerungen, ohne dass hierbei die Gefüge-Innenqualität im Kantenbereich des Stranges beeinflusst wird.
Ausgehend von diesen Zusammenhängen und den sich daraus ergebenden Erkenntnissen beim Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein effektives Verfahren zur Verbesserung des Strang-Innengefüges in dessen Reduktionsbereich der Resterstarrung unter Vermeidung erhöhter Rollen- und Lagerbelastung anzugeben, welches hauptsächlich auf die mittleren Partien des Stranges einwirkt und die bereits durcherstarrten, Randpartien des Stranges bei der Verdichtungsarbeit ausspart.
Zur Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung bei einem Verfahren der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art vorgeschlagen, dass der Gießstrang vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke durch entsprechende Maulweiten-Einstellung der Segmente infolge des ferrostatischen Innendrucks mit einer gezielten Ausbauchung versehen wird, und dass die Ausbauchung in der Segmentführung der Soft-Reduction-Strecke ganz oder teilweise auf die Strangdicke zurückgedrückt wird, in der die Resterstarrung stattfindet.
Damit wird im Vergleich zum Stand der Technik und den bisherigen Verfahrenskonzepten bei gleicher Dickenreduzierung und Kernverdichtung eine geringere Krafteinwirkung erforderlich, und die Rollen- bzw. Lagerbelastung verringert, was der gesamten Stützkonstruktion der Strangführung zugute kommt und darüber hinaus die Strangqualität infolge verminderter Seigerungen und Kernporositäten signifikant verbessert bzw. bei unveränderter Krafteinwirkung eine größere Dikkenreduzierung und Kernverdichtung ergibt.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß der Gießstrang vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke bei veränderlich einstellbarer Maulweite der Segmente in wenigstens einem Segment zuerst in einen Streckenbereich sich verringernder Maulweite im kernflüssigen Bereich reduziert wird ("Liquid-Core-Reduction") und anschließend einen Streckenbereich sich vergrößernder Maulweite durchläuft, und danach in weiteren Segmenten in eine bis zur Sumpfspitze reichende Soft-Reduction-Strecke einmündet.
Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
Figur 1
in rein schematischer Darstellung einen Anfangsbereich einer Strangführung unterhalb einer Kokille nach dem Stand der Technik lediglich mit einer Soft-Reduction-Strecke;
Figur 2
ein Stück einer Strangführung unterhalb einer Kokille mit sowohl einer Liquid-Core-Reduction-Strecke und einen anschließenden Bereich mit einer Soft-Reduction-Strecke;
Figur 3
Querschnittskontur des Gießstranges
In der Figur 1 befindet sich unterhalb der Kokille 1 ein Stück einer Strangführung mit den Segmenten 2.1, 2.2 und 2.3. Das Segment 2.2 ist unterteilt in die Segmentbereiche 2.2a und 2.2b. Alle Segmente weisen Führungsrollen 3, 3' auf und sind im lichten Abstand zueinander einstellbar.
Zur Vermeidung von Seigerungen im Strang 4 bei dessen Erstarrung sowie zur Erzielung eines dichten Gefüges wird bei diesem in einer Soft-Reduction-Strecke III der Strangführung 20 im Bereich der Enderstarrung eine Dickenreduzierung mit einer Marge zwischen 0,5 und 3 mm pro Meter durchgeführt.
Im Stammbaum des Gießstranges 4 der Figur 1 ist dargestellt, daß der Gießstrang vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke III durch entsprechende Maulweiten-Einstellung der Rollen 3, 3' nach vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke III gezielt eine Ausbauchung 5 erhält, wonach die Ausbauchung 5 in der konisch angestellten Rollenführung der Soft-Reduction-Strecke III auf diejenige Strangdicke reduziert wird, in der die Resterstarrung stattfindet.
Damit wird ein effektives Verfahren zur Reduzierung von Seigerungen und zur Verdichtung des Strang-Innengefüges in dessen Reduktionsbereich der Resterstarrung unter Vermeidung erhöhter Rollen- und Lagerbelastung angegeben, welches hauptsächlich auf die noch nicht vollständig durcherstarrten, insbesondere mittleren Partien des Stranges einwirkt und das die bereits durcherstarrten Randpartien bei der Verdichtungsarbeit ausspart.
In Fig. 2 ist eine Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt, wonach der Gießstrang 4 vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke bei veränderlich einstellbarer Maulweite (W) der Rollen 3, 3' zuerst eine parallele Strecke 1 unterhalb der Kokille 1 in wenigstens einem ersten Segment 2.1 durchläuft. In einem folgenden Segment 2.2 wird zuerst in einem Streckenbereich 2a sich verringemder Maulweite (-W) eine "Liquid-Core-Reduction" durchgeführt, anschließend durchläuft der Gießstrang einen Streckenbereich IIb sich vergrößernder Maulweite (+W). Danach mündet der Gießstrang 4 in weiteren Segmenten 2.3 bis 2.4 bzw. 2.5 (nicht gezeigt) in eine bis zur Sumpfspitze reichende Soft-Reduction-Strecke III ein. Der Bereich vergrößerter Maulweite +W der Strecke IIb der Figur 2 ist zwischen den Bereichen von Liquid-Core-Reduction (IIa) und Soft-Reduction III angeordnet.
Eine Ausgestaltung des Verfahren nach der Erfindung sieht vor, dass die Maulweite W vor dem Bereich der Soft-Reduction III linear vergrößert wird. Es kann aber auch von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, dass die Maulweite W vor dem Bereich III der Soft-Reduction nicht-linear vergrößert wird.
Von Vorteil ist, dass bei der Herstellung von Dünnbrammen zur Vermeidung einer kritischen Deformation der Strangschale die Vergrößerung der Maulweite W zwischen 1 und 8 mm eingestellt wird.
Dagegen kann bei der Herstellung üblicher Brammen mit Brammendicken von bspw. 250 mm und mehr eine Vergrößerung der Maulweite (+W) zwischen 3 und 20 mm eingestellt werden.
In Fig. 3 ist der Gießstrang im Querschnitt dargestellt. Die beidseitige Ausbauchung 5 entsteht durch eine vergrößerte Maulweiteneinstellung vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke III. Diese Ausbauchung 5 wird im Bereich der Soft-Reduction-Strecke III ganz oder teilweise zurückgedrückt. Die durchgezogene Linie zeigt die Querschnittskontur des ausgebauchten Stranges. Die gestrichelte Linie 5' zeigt die Kontur des Stranges nach dem Verlassen der Soft-Reduction-Strecke.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Stranggießen von Brammen, insbesondere von Dünnbrammen, in einer Stranggießanlage mit einer Strangführung (20), umfassend unterhalb einer Kokille (1) im lichten Abstand einstellbare Strangführungssegmente (2.1 - 2.n) insbesondere mit Rollenpaaren (3, 3'), wobei zur Verminderung von Seigerungen und Kernporositäten der Gießstrang (4) im Bereich seiner Resterstarrung durch Anstellung der Strangführungssegmente in der Dicke reduziert wird (Soft-Reduction),
    dadurch gekennzeichnet, dass der Gießstrang (4) vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke (III) durch entsprechende Maulweiten-Einstellung (W) der Segmente (2.1 bis 2.n) infolge des ferrostatischen Innendrucks mit einer gezielten Ausbauchung (5) versehen wird, und dass die Ausbauchung (5) in der Segmentführung der Soft-Reduction-Strecke ganz oder teilweise auf die Strangdicke zurückgedrückt wird, in der die Resterstarrung stattfindet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Maulweite (W) mindestens eines Segments (2.1 bis 2.n) vor der Soft-Reduction-Strecke (III) auf ein Maß größer als die Austrittsdicke der Kokille (1) eingestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Gießstrang (4) vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke (III) bei veränderlich einstellbarer Maulweite (W) der Segmente (2.1 bis 2.n) in wenigstens einem Segment (2.2) zuerst in einem Streckenbereich (IIa) mit sich verringernder Maulweite (-W) im kemflüssigen Bereich reduziert wird ("Liquid-Core-Reduction") und anschließend einen Streckenbereich (IIb) sich vergrößernder Maulweite (+W) durchläuft, und danach in weiteren Segmenten (2.3 bis 2.n) in eine bis zur Sumpfspitze reichende Soft-Reduction-Strecke (III) einmündet.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Maulweite (W) wenigstens eines Segments (2.1 bis 2.n) vor der Soft-Reduction-Strecke (III) auf ein größeres Maß eingestellt wird als die Strangdicke nach der Liquid Core Reduction Strecke.
  5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Maulweiteneinstellung der Segmente (2.1 bis 2.n) parallel oder konisch zu dem Gießstrang erfolgt.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Maulweite (W) vor dem Bereich der Soft-Reduction (III) linear vergrößert wird.
  7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Maulweite (W) vor dem Bereich (III) der Soft-Reduction nicht-linear vergrößert wird.
  8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung von Dünnbrammen die Vergrößerung der Maulweite (+W) zwischen 1 und 8 mm eingestellt wird.
  9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung von Brammen eine Vergrößerung der Maulweite (+W) zwischen 3 und 20 mm eingestellt wird.
  10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich vergrößerter Maulweite (+W) zwischen den Bereichen von Liquid-Core-Reduction (lla) und Soft-Reduction (III) angeordnet wird.
  11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Gießstrang (4) zuerst eine parallele Strecke (I) unterhalb der Kokille (1) in wenigstens einem ersten Segment (2.1) durchläuft und sich der Streckenbereich (II a) der Liquid-Core-Reduction und der Streckenbereich (III) der Soft-Reduction anschließen.
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