EP1381482B1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von strangguss-vormaterial - Google Patents

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EP1381482B1
EP1381482B1 EP02706775A EP02706775A EP1381482B1 EP 1381482 B1 EP1381482 B1 EP 1381482B1 EP 02706775 A EP02706775 A EP 02706775A EP 02706775 A EP02706775 A EP 02706775A EP 1381482 B1 EP1381482 B1 EP 1381482B1
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EP
European Patent Office
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preliminary
rolling
profile
billet
sections
Prior art date
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EP02706775A
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EP1381482A1 (de
Inventor
Hans Streubel
Jügen LEMKE
Ingo Schuster
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Publication date
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2201/00—Special rolling modes
    • B21B2201/14—Soft reduction

Definitions

  • the invention relates to a method for producing continuous casting starting material for rolling metal profiles, especially steel profiles in a continuous caster, with cast strands in the block or in another casting profile be poured.
  • the invention also relates to a device for carrying it out of the procedure.
  • the liquid core reduction method known in the prior art provides a mode of operation in which the liquid core strand is of the Exit thickness from the mold of the continuous caster - distributed over several rollers - is reduced to a smaller thickness.
  • the strand solidifies below the wedge-shaped first segment of the strand guide in a conical setting corresponding to the shrinkage of the strand Strand guide.
  • LCR offers the possibility, especially in the case of thin slab caster, in addition to the known adjustment of the format width in the mold also the format thickness during casting according to the rolling program.
  • the reduction the format thickness and the reopening of the strand guide on the Mold exit dimension is possible at any time within a sequence. Doing so the desired strand thickness by means of rollers either via hydraulic cylinders and Stops, or continuously adjusted via position-controlled hydraulic cylinders.
  • both blocks are used in modern profile rolling mills as well as beam blanks used as a preliminary profile.
  • Beam blanks In addition to beams, U profiles, sheet piling and special profiles are also produced.
  • the unpublished patent application with the official file number 100 11 689.2 describes a process for the continuous casting of slabs and in particular of thin slabs, in a continuous caster with one strand guide, extensively adjustable strand guide segments below a mold, especially with pairs of rollers, whereby to reduce Segregations and core porosities of the casting strand in the area of residual solidification is reduced in thickness by adjusting the strand guide segments.
  • the process is known as soft reduction.
  • a strand runs through a soft reduction route, at the start of which he has not yet frozen the end of which, however, is said to be rigid, for which the casting speed represents an essential operating parameter.
  • a reduction in thickness for example for thin slabs between 0.5 and 3 mm / m casting length.
  • EP 0 834 364 A1 describes a method and a device for high-speed continuous casting plants with a strand thickness reduction during solidification, the melt preferably being poured into an oscillating mold and the strand cross section linear over a minimum length of the strand guide immediately below the mold, the so-called casting rolls becomes. There is then a further strand reduction over the rest Strand management, the so-called "sort reduction", up to a maximum of immediately before the final solidification or swamp tip.
  • sort reduction up to a maximum of immediately before the final solidification or swamp tip.
  • EP 0 177 796 B1 discloses a method for guiding and straightening a Casting strand in the straightening and discharge area of a continuous sheet caster, where oppositely arranged rollers by a spring force against the ferrostatic Pressure of the casting strand in a casting process Be kept clear.
  • a casting strand area is increased Strength traced, and as it passes between opposite ones Rolling the respective spring force is reduced by a small additional force.
  • This proposal namely the clear distance or the mouth width via hydraulic cylinders with built-in inductive displacement measurement and servo valves stepless Setting requires a mathematical or metrological determination the location of the swamp tip.
  • Document EP-A-0 655 288 discloses a method of manufacturing Continuous casting material for rolling metal profiles, in particular Steel profiles in a continuous caster, with cast strands in the block or elnem other casting profile and a forming of a cast strand after a mold using axially or radially adjustable Rolling takes place.
  • the forming takes place where the cast strand is hollow, d. H. has no liquid core.
  • the object of the invention based on a new method and a new device for manufacturing of pre-profiles using blocks that are cast close to their final dimensions or beam blanks. It should use a symmetrical or asymmetrical Forming the strand shell in contrast to rolling one much more homogeneous forming of the cast strand can be achieved. Also the production of different pre-profiles for a profile rolling mill Significantly reduce the rolling effort for final profiling in the finishing mill and save additional caliber.
  • the invention provides a method which is in the upper sense of claim 1 type that cast strands below the mold using roller pairs of a strand guide with profiled and preferably axially and / or radially adjustable rollers in a preforming unit subjected to deformation with liquid core (LCS) to pre-profiles become, in a finish rolling process, profiles with definable final dimensions be finish-rolled. Furthermore, according to the invention, a simple and maintenance-friendly strand guidance for a variety of different Strand cross sections created.
  • LCS liquid core
  • an asymmetrical deformation of the strand shell advantageously leads for rolling to a much more homogeneous forming, since the liquid Core does not experience any compressive or tensile stresses.
  • Another advantage of the invention results from the higher number of different Pre-profiles for a profile rolling mill because it reduces the rolling effort and additionally save caliber.
  • asymmetrical A more homogeneous forming is possible during rolling, so that the caliber and valve stress is significantly reduced and the Tool life can be increased.
  • the strand is formed in stages with at least one pair of rollers.
  • the forming can also by other means of engagement, e.g. adjustable profiled runners that have a Run along the given path at the casting speed, lift off, and into the Return to the starting position at a higher speed.
  • the method according to the invention provides that a preliminary profile in the Preform unit is reshaped so that it is in its cross-sectional shape and Mass distribution is similar to the finished profile.
  • a further embodiment of the method according to the invention provides that the profiling of the roles is designed such that their employment as possible results in many pre-profile dimensions.
  • the method according to the invention provides that the forming a cast strand to the pre-profile with one or more pairs of rollers is carried out, the number of which depends on the predeterminable profile cross section directed.
  • a device for producing continuous casting material for the rolling of metal profiles, in particular for the rolling of steel profiles, comprising a continuous casting system with a block or other suitable casting profile mold for carrying out the method according to the invention provides that below the mold, inside or Below the strand guide of the casting strand emerging from the mold, a preforming unit for deforming the strand with a liquid core (LSC, L iquid C ore S haping) into pre-profiles, with at least one pair of rollers with profiled, preferably axially and / or radially adjustable rollers, is arranged , which is followed by at least one roll stand.
  • LSC liquid core
  • Figure 1 namely Fig. 1a to 1c shows work steps in reducing casting cast Continuous casting profiles 4a, 4b, 4c for profiles close to the final dimensions between profile rollers 2a, 3a; 2b, 3b and 2c, 3c.
  • FIG. 2 shows the principle of pre-profiling a casting strand, for example from a Block mold in the passage through the roller pairs 2b / 3b, 2a / 3a.
  • the roles 2, 3 are profiled and press the strand shell against the ferrostatic Internal pressure of the liquid core into a profile, similar to the profile cross section 4.1 in Fig. 3. Because the strand shell is still light compared to the liquid core is deformable, the process is not so much a rolling process, but rather a pushing process.
  • the number of necessary Role pairs are based on the respective profile cross-section. Thereby may the decrease in each pair of rollers should not be so great that damage the strand shell takes place.
  • the principle of pre-profiling is between two pairs of rollers shown purely by way of example.
  • the pair of rollers 2b, 3b which is somewhat smaller in diameter, presses one flat concave groove 4, while the trailing pair of rollers 2a, 3a with something larger Diameter of its profile 9 the concave shape corresponding to the Format 4.1 or 4.2 in Fig. 3 further reformed.
  • the forming area can join a zone of pure strand guidance.
  • the pre-profiling cast Blocks or beam blanks with a liquid core are made in smaller ones Steps, so that one speaks of a liquid core shaping during the preforming can be.
  • Fig. 4 shows an apparatus for producing continuous casting starting material according to the method of operation referred to as liquid core shaping (LCS), comprising a Continuous caster with a block or beam blank mold 5.
  • LCD liquid core shaping
  • a preforming unit 7 with profiled, axial and / or radial adjustable rollers 3, arranged.
  • the rolls 3 form the beam blank 1 in Pass through the pre-forming unit 7 to pre-profiles 4 (see FIG. 3).
  • a self-supporting extruded profile be reached that requires no further strand support.
  • the now guide rollers with appropriate profiles, such as the output profiling rollers 3 of the unit 7, owns.
  • the strand guide segment 6 is smooth, unprofiled rolls 2.
  • Fig. 5 shows the principle of pre-profiling the cast strand 1 in a forming step by means of the rollers 2a, 3a.
  • Lateral guide rollers 8a, 8b give that Flange of the pre-profile the lateral support.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Strangguss-Vormaterial zum Walzen von Metallprofilen, insbesondere von Stahlprofilen in einer Stranggießanlage, wobei Gussstränge im Block- oder in einem sonstigen Gießprofil gegossen werden. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In der Profilwalztechnik kommen endabmessungsnah gegossene Vorprofile in Vorbereitung einer Fertigwalzung mit Endabmessungen zum Einsatz. Ihre Entwicklung ist auf das Trägerwalzen zurückzuführen.
In der Walzwerkstechnik besteht aufgrund einer zu erreichenden Mindestumformung nicht so sehr die Forderung nach möglichst endabmessungsnahen Vorprofilen, sondern vielmehr die Forderung nach einer günstigen Massenverteilung der Vorprofile hinsichtlich der daraus zu walzenden Fertigprofile.
Die bekannte Liquid Core Reduction zur Reduzierung der Strangdicke beim Dünnbrammengießen läßt erkennen, dass Abnahmen von 25% und mehr ohne Qualitätseinbuße problemlos möglich sind. Beim Betreiben solcher Anlagen konnte weiter beobachtet werden, dass örtlich noch höhere Abnahmen ohne Gefügeschäden durchaus möglich sind.
Das beim Stand der Technik bekannte Verfahren der Liquid Core Reduction (LCR) sieht eine Arbeitsweise vor, wobei der Strang mit flüssigem Kern von der Austrittsdicke aus der Kokille der Stranggießanlage - über mehrere Rollen verteilt - auf eine geringere Dicke reduziert wird. Die Erstarrung des Stranges erfolgt unterhalb des keilförmig angestellten ersten Segmentes der Strangführung in einer der Schrumpfung des Stranges entsprechend konisch eingestellten Strangführung.
LCR bietet die Möglichkeit, insbesondere bei Dünnbrammengießanlagen neben der bekannten Anpassung der Formatbreite in der Kokille auch die Formatdicke während des Gießens entsprechend dem Walzprogramm anzupassen. Die Reduzierung der Formatdicke und das Wiederauffahren der Strangführung auf das Kokillenaustrittsmaß ist jederzeit innerhalb einer Sequenz möglich. Dabei wird die gewünschte Strangdicke mittels Rollen entweder über Hydraulikzylinder und Anschläge, oder stufenlos über positionsgeregelte Hydraulikzylinder eingestellt.
Beim Stand der Technik werden in modernen Profilwalzwerken sowohl Blöcke als auch Beam Blanks als Vorprofil eingesetzt. Es werden aus Beam Blanks neben Trägern auch U-Profile, Spundwand- und Sonderprofile hergestellt.
Der Einsatz von Blöcken und Beam Blanks zur Profilwalzung erfordert stets eine Vorwalzeinheit, die entweder aus einem Break-Down-Gerüst, oder aus einer Duo-Vorwalzgruppe bestehen kann. Je größer die Abweichung der Querschnittsgeometrie zwischen Vor- und Zwischenprofile einer Vorwalzgruppe ist, desto mehr Kaliber und Stiche sind für das Walzen der Endabmessung in der Fertigstraße erforderlich.
Die nicht veröffentlichte Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 100 11 689.2 beschreibt 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 einer Resterstarrung durch Anstellung der Strangführungssegmente in der Dicke reduziert wird. Das Verfahren wird als Soft-Reduktion bezeichnet.
Bei einem bekannten Verfahren gemäß DE 41 38 740 A1 durchläuft ein Strang eine Soft-Reduktion-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/m Gießlänge durchgeführt. Dazu werden in der Soft-Reduktion-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 A1 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. Es erfolgt anschließend eine weitere Strang-Reduktion über die restliche Strangführung, die sogenannte "Sort-Reduktion", bis maximal unmittelbar vor der Enderstarrung bzw. Sumpfspitze. Durch diese verfahrenstechnische Maßnahme wird die Deformationsdichte der Querschnittsreduktion 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 geringe Zusatzkraft reduziert. Dieser Vorschlag, nämlich den lichten Abstand bzw. die Maulweite über Hydraulikzylinder mit eingebauter induktiver Wegmessung und Servoventilen stufenlos einzustellen, erfordert eine rechnerisch oder messtechnische Ermittlung der Lage der Sumpfspitze.
Das Dokument EP-A-0 655 288 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Strangguss-Vormaterial zum Walzen von Metallprofilen, insbesondere von Stahlprofilen in einer Stranggießanlage, wobei Gussstränge im Block- oder elnem sonstigen Gießprofil gegossen werden und eine Umformung eines Gussstranges nach einer Kokille unter Verwendung von axial oder radial anstellbaren Walzen stattfindet. Die Umformung findet dort statt, wo der gegossene Strang hohl ist, d. h. keinen flüssigen Kern aufweist.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zum Herstellen von Vorprofilen unter Verwendung endabmessungsnah gegossener Blöcke oder Beam Blanks anzugeben. Dabei soll mittels einer symmetrisch oder unsymmetrischen Umformung der Strangschale im Gegensatz zum Walzen eine wesentlich homogenere Umformung des Gussstranges erreicht werden. Auch soll die Herstellung unterschiedlicher Vorprafile für ein Profilwalzwerk den Walzaufwand für die Endprofilierung im Fertigwalzwerk wesentlich reduzieren und dabei zusätzlich Kaliber einsparen.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Verfahren der im Oberbegrif von Anspruch 1 genannten Art vor, dass Gussstränge unterhalb der Kokille unter Verwendung von Rollenpaaren einer Strangführung mit profilierter und vorzugsweise axial und/oder radial anstellbaren Rollen in einer Vorumform-Einheit einer Verformung mit flüssigem Kem (LCS) zu Vorprofilen unterzogen werden, die in einem Fertigwalzprozess zu Profilen mit vorgebbaren Endabmessungen fertiggewalzt werden. Weiterhin wird nach der Erfindung eine einfache und wartungsfreundliche Strangführung für eine Vielzahl von unterschiedlichen Strangquerschnitten geschaffen.
Mit Vorteil kann mit dem Verfahren nach der Erfindung aus einem Strangprofil mit flüssigem Kern, d.h. mit dem Profil einer Stranggusskokille und einer entsprechend eingestellten Strangführung nach dem "Liquid Core Shaping"-Verfahren (LCS) im Durchlauf durch profilierte und radial sowie axial anstellbare Rollen eine große Anzahl unterschiedlicher und auch unsymmetrischer Stranggussprofile als Vorprofile erzeugt werden.
Vorteilhaft führt eine unsymmetrische Umformung der Strangschale im Gegensatz zum Walzen zu einer wesentlich homogeneren Umformung, da der flüssige Kern keine Druck- bzw. Zugspannungen erfährt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ergibt sich infolge der höheren Anzahl unterschiedlicher Vorprofile für ein Profilwalzwerk, weil damit der Walzaufwand reduziert und zusätzlich Kaliber gespart werden. Beim Einsatz von unsymmetrischen Vorprofilen ist beim Walzen eine homogenere Umformung möglich, so dass die Kaliber- und Armaturenbeanspruchung deutlich reduziert und die Standzeiten erhöht werden.
Dabei erfolgt die Umformung des Stranges gestuft mit mindestens einem Rollenpaar. Die Anzahl der erforderlichen Rollenpaare richtet sich erfahrungsgemäß nach dem jeweiligen geforderten Profilquerschnitt. Die Umformung kann auch über andere Anstellmittel, z.B. anstellbare profilierte Kufen, die über einen vorgegebenen Weg mit Gießgeschwindigkeit mitlaufen, abheben, und in die Ausgangsposition mit höherer Geschwindigkeit zurücklaufen.
Weiterhin sieht das Verfahren nach der Erfindung vor, dass ein Vorprofil in der Vorform-Einheit derart umgeformt wird, dass es in seiner Querschnittsform und Massenverteilung dem Fertigprofil ähnlich ist.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung sieht vor, dass die Profilierung der Rollen derart ausgebildet wird, dass ihre Anstellung möglichst viele Vorprofil-Abmessungen ergibt.
Und weiter sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass die Umformung eines Gussstranges zum Vorprofil mit einem oder mehreren Rollenpaaren durchgeführt wird, wobei sich deren Anzahl nach dem jeweils vorgebbaren Profilquerschnitt richtet.
Dabei muß darauf geachtet werden, dass eine Formänderung des gegossenen Blocks oder des Gießprofils unter der örtlichen Einwirkung eines Rollenpaares nur in einer solchen Größenordnung vorgenommen wird, dass keine Schädigung der Strangschale verursacht wird.
Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung insbesondere verschiedene Vorprofil-Formate sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.
Eine Vorrichtung zum Herstellen von Strangguss-Vormaterial für das Walzen von Metallprofilen, insbesondere für das Walzen von Stahlprofilen, umfassend eine Stranggießanlage mit einer Block- oder einer anderen geeigneten Gießprofil-Kokille zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass unterhalb der Kokille, innerhalb oder unterhalb der Strangführung des aus der Kokille austretenden Gußstranges eine Vorumform-Einheit zur Verformung des Stranges mit flüssigem Kern (LSC, Liquid Core Shaping) zu Vorprofilen, mit mindestens einem Rollenpaar mit profilierten, vorzugsweise axial und/oder radial anstellbaren Rollen angeordnet ist, der mindestens ein Profilwalzgerüst nachgeordnet ist.
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:
Figur 1
im Querschnitt gegossene Stranggießprofile mit flüssigem Kern beim Reduzieren zu endabmessungsnahen Profilen;
Figur 2
die Umformung eines gegossenen Stranges nach der Erfindung mit mehreren Rollenpaaren,
Figur 3
eine Anzahl unterschiedlicher Vorprofile, die aus einem Gußstrang einer Block- oder Beam Blank-Kokille nach der Erfindung herstellbar sind,
Figur 4
eine Vorrichtung zur Herstellung von Stranggußvorprofilen entsprechend der Erfindung,
Figur 5
das Prinzip der Vorprofilierung in einem Umformschritt.
Figur 1, nämlich Fig. 1a bis 1c zeigt Arbeitsschritte beim Gießreduzieren gegossener Stranggußprofile 4a, 4b, 4c zu endabmessungsnahen Profilierungen zwischen Profilwalzen 2a, 3a; 2b, 3b und 2c, 3c.
Figur 2 zeigt das Prinzip der Vorprofilierung eines Gießstranges bspw. aus einer Blockkokille im Durchlauf durch die Rollenpaare 2b/3b, 2a/3a. Die Rollen 2, 3 sind profiliert und drücken die Strangschale entgegen dem ferrostatischen Innendruck des flüssigen Kerns zu einem Profil, ähnlich dem Profilquerschnitt 4.1 in Fig. 3. Weil gegenüber dem flüssigen Kern die Strangschale noch leicht verformbar ist, handelt es sich bei dem Vorgang nicht so sehr um einen Walzprozeß, sondern eher um ein Drückverfahren. Die Anzahl der notwendigen Rollenpaare richtet sich dabei nach dem jeweiligen Profilquerschnitt. Dabei darf die Abnahme bei jedem Rollenpaar nicht so groß sein, daß eine Schädigung der Strangschale erfolgt. In Fig. 2 ist das Prinzip der Vorprofilierung zwischen zwei Rollenpaaren rein beispielhaft dargestellt.
Zuerst drückt das im Durchmesser etwas kleinere Rollenpaar 2b, 3b eine flach konkave Rille 4, während das nachlaufende Rollenpaar 2a, 3a bei etwas größerem Durchmesser seiner Profilierung 9 die konkave Form entsprechend dem Format 4.1 bzw. 4.2 in Fig. 3 weiter nachformt. Nach dem Umformbereich kann sich eine Zone reiner Strangführung anschließen. Die Vorprofilierung gegossener Blöcke oder Beam Blanks mit noch flüssigem Kern erfolgt in kleineren Schritten, so daß von einem Liquid Core Shaping bei der Vorumformung gesprochen werden kann.
Figur 3 zeigt unterschiedliche Stranggußvorprofile, die durch ein Liquid Core Shaping-Verfahren hergestellt werden können. Es sind dies bspw.:
  • Beam Blank-Formate mit großer Stegdicke und geringer Einschnitttiefe zum Walzen von Doppel-T-Profilen (vgl. Format 4.1).
  • Beam Blank-Formate mit unterschiedlichen Flanschhöhen und -breiten bspw. zur Schienenwalzung (vgl. Format 4.2),
  • Beam Blank-Formate mit örtlich vergrößerter Stegdicke, bspw. zur Walzung von Rillenprofilen (vgl. Format 4.3),
  • Beam Blank-Formate mit einseitiger Flanschreduzierung ermöglichen bspw. eine U-Profilwalzung (vgl. Format 4.4),
  • Blöcke mit trapezförmigem Querschnitt eignen sich bspw. zur Schienenwalzung (vgl. Format 4.5/4.6 und 4.7),
  • Blöcke mit leicht U-förmigem Querschnitt eignen bspw. sich zur Spundwandwalzung (vgl. Format 4.8),
  • Blöcke mit leicht M- oder W-förmigem Querschnitt sind ebenfalls zur Spundwandwalzung geeignet (vgl. Format 4.9),
  • Rundprofil z.B. für die Stabstahl- und Drahtwalzung (vgl. Format 4.10),
  • Ovales Format z.B. für die Stabstahl- und Drahtwalzung (vgl. Format 4.11).
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung zum Herstellen von Strangguß-Vormaterial nach der als Liquid Core Shaping (LCS) bezeichneten Arbeitsweise, umfassend eine Stranggießanlage mit einer Block- oder Beam Blank-Kokille 5.
Unterhalb der Kokille 5 bzw. unterhalb eines Strangführungssegmentes 6' im Bereich eines noch flüssigen Kerns des aus der Kokille 5 austretenden Gußstranges 1 ist eine Vorumform-Einheit 7 mit profilierten, axial und/oder radial anstellbaren Rollen 3, angeordnet. Die Rollen 3 formen das Beam Blank 1 im Durchlauf durch die Vorumform-Einheit 7 zu Vorprofilen 4 (vgl. Fig. 3) um. Vorzugsweise soll nach der Vorumform-Einheit (7) ein selbsttragendes Strangprofil erreicht sein, das keine weitere Strangstützung erfordert. Bei nicht selbsttragenden Strangprofilen ist im Anschluß an die Vorumform-Einheit 7 sich ein weiteres Strangführungssegment 6' angeordnet, das nunmehr Führungsrollen mit entsprechenden Profilen, wie die Ausgangs-Profilierungsrollen 3 der Einheit 7, besitzt. Dagegen handelt es sich beim Strangführungssegment 6 um glatte, unprofilierte Rollen 2.
Fig. 5 zeigt das Prinzip der Vorprofilierung des Gußstranges 1 in einem Umformschritt mittels der Rollen 2a, 3a. Seitliche Führungsrollen 8a, 8b geben dem Flansch des Vorprofils die seitliche Stützung.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Herstellen von Strangguss-Vormaterial zum Walzen von Metallprofilen, insbesondere von Stahlprofilen in einer Stranggießanlage, wobei Gussstränge im Block- oder in einem sonstigen Gießprofil (1) gegossen werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass diese Gussstränge unterhalb der Kokille (5) unter Verwendung von Rollenpaaren einer Strangführung mit profilierten und vorzugsweise axial und/oder radial anstellbaren Rollen (2, 3) in einer Vorumform-Einheit (7) einer Verformung mit flüssigem Kern (LCS) zu Vorprofilen (4) unterzogen werden, die in einem Fertigwalzprozess zu Profilen mit vorgebbaren Endabmessungen fertiggewalzt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass in einer Block- oder Gießprofil-Kokille gegossene Stränge (1) durch Verformung mit flüssigem Kern (LCS) zu Beam Blank - Vorprofilen umgeformt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorprofil (4) in der Vorumform-Einheit (7) derart umgeformt wird, dass es in seiner Querschnittsform und Massenverteilung dem Fertigprofil ähnlich ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung der Rollen (3) derart ausgebildet wird, dass Ihre Anstellung möglichst viele Vorprofilabmessungen ergibt.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung eines Gussstranges zum Vorprofil (4) mit einem oder mehreren Rollenpaaren (3), vorzugsweise in Umformstufen durchgeführt wird, wobei sich deren Anzahl nach dem jeweils vorgebbaren Profilquerschnitt (4) richtet.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Formänderung des gegossenen Blocks oder des Gießprofils (z. B. Beam Blank) (1) unter Einwirkung eines Rollenpaares (2, 3) nur in einer solchen Größenordnung vorgenommen wird, dass keine Schädigung der Strangschale verursacht wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Gieß- und/oder Anstellparameter so eingestellt werden, dass der Gussstrang nach der Vorumform-Einheit selbsttragend ist und damit keine Strangstützung erforderlich ist.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Rollenprofil so gewählt wird, dass der Gussstrang nach der Vorumform-Einheit selbsttragend ist.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlparameter vor und/oder in der Vorumform-Einheit so eingestellt werden, dass das Temperaturprofil des Gussstranges unkritisch für die Strangformung ist.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass durch LCS-Umformung die folgenden Vorprofilformate erzeugt werden
    mit großer Stegdicke und geringer Einschnitttiefe ein Vorformat (4.1) z. B. für die T-Profil-Walzung,
    mit unterschiedlichen Flanschhöhen und -breiten ein Vorformat (4.2) z. B. für die Schienenwalzung,
    mit örtlich vergrößerter Stegdicke ein Vorformat (4.3) z. B. für die Walzung von Rillenprofilen,
    mit einseitiger Flanschreduzierung ein Vorformat (4.4) z. B. für die U-Profil-Walzung,
    Blöcke mit trapezförmigem Querschnitt (4. 6, 4.7) z. B. für die Schienenwalzung,
    Blöcke mit etwa U-förmigem Querschnitt (4.8) z. B. für die Spundwandwalzung.
    Blöcke mit angenähert M- oder W-förmigem Querschnitt (4.9) z. B. für die Spundwandwalzung,
    Rundprofile (4.10) bzw. ovale Formate (4.11) bspw. für die Stabstahl- und Drahtwalzung.
  11. Vorrichtung zum Herstellen von Strangguss-Vormaterial für das Walzen von Metallprofilen, insbesondere von Stahlprofilen, umfassend eine Stranggießanlage mit einer Block- oder Gießprofil-Kokille (5), zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Kokille (5), innerhalb oder unterhalb einer Strangführung des aus der Kokille (5) austretenden Gussstranges (1) eine Vorumform-Einheit zur Verformung des-Stranges mit flüssigem Kem (Liquid Core Shaping; LCS) zu Vorprofilen, mit mindestens einem Rollenpaar profilierter sowie axial und/oder radial anstellbarer Rollen (2, 3) angeordnet ist, der mindestens ein Profilwalzgerüst nachgeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorumform-Einheit (7) bzw. die anstellbaren Rollen (2, 3) zwecks Anpassung an andere Vorprofile (4) schnell wechselbar ausgebildet sind.
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