EP2217394A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines bandes aus metall - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines bandes aus metall

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EP2217394A1
EP2217394A1 EP08851576A EP08851576A EP2217394A1 EP 2217394 A1 EP2217394 A1 EP 2217394A1 EP 08851576 A EP08851576 A EP 08851576A EP 08851576 A EP08851576 A EP 08851576A EP 2217394 A1 EP2217394 A1 EP 2217394A1
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EP
European Patent Office
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behind
mass flow
solidification
belt
maintaining
Prior art date
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EP08851576A
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English (en)
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EP2217394B1 (de
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Rolf Franz
Olaf Norman Jepsen
Christian Mengel
Michael Breuer
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Siemag AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP2217394B1 publication Critical patent/EP2217394B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • B21B1/463—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 in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
    • 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
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0631—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by a travelling straight surface, e.g. through-like moulds, a belt
    • 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
    • B22D11/1284—Horizontal removing

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a strip of metal, in particular of steel, wherein liquid metal is supplied from a pouring opening of a solidification section and wherein the cast metal solidifies along the solidification section. Furthermore, the invention relates to an apparatus for producing a strip of metal.
  • This or similar components of an overall system can lead to tensile and mass flow fluctuations in the cast strip. Planting the disturbances in the direction of the liquid steel, it may lead to casting defects and negative effects of the cast strip, z. B. thickness variations, overflows, edge constrictions and band or flow rip.
  • lightweight steels which may have a very large solidification interval (ie, temperature window from the start of solidification from the melt to complete solidification and dependent zero strength or zero toughness temperatures), are additionally intolerant to tensile fluctuations also in the transport path.
  • the invention is therefore based on the object, a method of the type mentioned above and a corresponding device in such a way that it is possible to ensure even with disturbances of the type mentioned that the cast strip has a high quality.
  • the solution of this object by the invention according to the method is characterized in that liquid metal is deposited at a first location of the formed in the form of a horizontally extending conveyor element solidification line and that the solidified metal leaves the conveyor element at a nem spaced in the conveying direction second location, wherein Means are provided in the conveying direction at or behind the second location, with which the mass flow of the belt leaving the solidification section and / or the tension in the belt is maintained at a desired value.
  • the means behind the second location maintain a predetermined tension in the belt.
  • the means can maintain a temporally constant tension in the band, in particular behind the second location.
  • the proposed device for producing a strip of metal comprises a pouring opening, with which liquid metal can be fed to a solidification section, wherein the cast metal is transported on the solidification section in a conveying direction on which it solidifies.
  • the device is inventively characterized in that the Solidification distance is formed as a horizontally extending conveyor element, wherein the liquid metal can be abandoned at a first location of the solidification line, wherein the solidified metal can leave the conveyor element at a second spaced apart in the conveying direction and wherein in the conveying direction behind the second location means to maintain a desired mass flow of the belt leaving the solidification section and / or a desired tension in the belt.
  • the means for maintaining a desired mass flow may comprise at least one driver, which is arranged in the conveying direction behind a subsequent behind the second location transport path. It is provided in particular that the means for maintaining a desired mass flow comprise two drivers, between which the band can be conveyed in the form of a loop.
  • a movable roller in particular a dancer roller or a loop lifter
  • the driver is designed in the form of an S-roller set.
  • a roll of the S-roll set may be slidable in the horizontal direction.
  • At least one driver is formed by the rolls of a roll stand.
  • the means for maintaining a desired mass flow and for setting a required for the liquid feed strip tension of almost zero may further comprise at least one driver, which is arranged in the conveying direction in front of the subsequent behind the second location transport path.
  • This driver may comprise two cooperating rollers, between which the band leaving the solidification section is arranged.
  • the solidification section can be designed as a conveyor belt and the driver can be designed as a roller which presses the belt leaving the solidification section onto a deflection roller of the conveyor belt.
  • At least one further processing machine may be arranged behind the means for maintaining a desired mass flow. This is, for example, a straightening machine, a rolling mill, a pair of scissors or a reel.
  • the invention provides facilities and control concepts that largely prevent the negative repercussions from further processing on the cast strip by adjusting and maintaining constant draft and mass flow ratios. This keeps the quality of the cast strip at a high level.
  • the proposed devices and control concepts to avoid repercussions can consist of two components, namely a strip tension control in combination with a mass flow control.
  • the strip tension is preferably greater or almost zero on the transport route.
  • the device for strip tension control ensures that the tension in the area of the casting machine (ie on the solidification section) is practically zero. This is necessary because the cast strip can absorb less and less tensile force with increasing temperature and the allowable train becomes zero in the area of liquid purchasing.
  • Fig. 1 shows schematically an apparatus for producing a tape
  • FIG. 2 is a view similar to FIG. 1, with means for maintaining a desired mass flow or band in a rear region shown in more detail;
  • FIG. 3 an alternative to FIG. 2 embodiment of the device
  • FIG. 4 shows a further alternative embodiment of the device to FIG. 2, FIG.
  • FIG. 5 is a view similar to FIG. 1, with means for maintaining a desired mass flow or band in a front area shown in greater detail, FIG.
  • Fig. 8a shows the course of the tension in the band over time without the use of the proposal according to the invention
  • Fig. 8b shows the course of the tension in the band over time when using the proposal according to the invention.
  • FIG. 1 shows a device for producing a strip 1 by a casting process.
  • An essential component of the device is a solidification section 3, which is designed as a conveyor belt 18, which by means of two Um- guide rollers 13 is held in the position shown, wherein the upper side of the conveyor belt 18 is moved in a conveying direction F.
  • the material solidifies and leaves at a second location 5, the conveyor belt 18.
  • the cast strip 1 then passes through a transport path 10 to further processing machines 14, 15, 16, 17, in the present case, a straightening machine 14, a rolling mill 15, a pair of scissors 16 and a reel 17 include.
  • Core component of the present invention are means 6, 7 for maintaining a desired mass flow of the solidification line 3 leaving belt 1 and / or a desired tension in the belt 1.
  • the means 6, 7 are suitable for ensuring that regardless of the process steps that take place in the further processing machines 14, 15, 16, 17, no feedback on the process of strip casting occurs. Rather, the means 6, 7 ensure that a constant mass flow of strip is always drawn off from the solidification section 3 and that the cast strip 1 is then held along the transport path 10 under a predetermined tensile stress.
  • the means 6 arranged behind the transport path 10 have two drivers 8 and 9 which can be driven in a regulated manner, wherein a dancer roll or a loop lifter 11 is positioned between the drivers 8, 9.
  • This can deflect the band 1 in the direction of the normal N, so that the band assumes a loop-like shape.
  • the rotational drive of the drivers 8, 9 and the deflection of the dancer roller 11 it is possible to ensure that irregularities arising from the further processing machines 14, 15, 16, 17 are not transferred to the belt before the means 6. Consequently, the casting process is stabilized and homogenized, so that the casting quality is correspondingly high.
  • the strip tension and mass flow control therefore consists of a system of drivers 8, 9 and a movably mounted roller 11 (loop lifter or dancer roll). This makes it possible to run the subsequent process steps at an adjustable tension level in the belt.
  • the means 6 for decoupling is adjustable and can be adjusted constantly with the position control of the movably mounted roller 11.
  • the loop height is regulated and thus kept constant the mass flow.
  • the task of the driver 8 or 9 can optionally also be taken over by a rolling stand.
  • the driver 8 acts as a hold-down roller pair. In this case, in the region of the transport path 10, the same train as on the movable roller 11 (ski jacks, dancer roll).
  • Fig. 3 If the driver 8 is driven by a motor in speed control, a virtually any other train in the belt can be adjusted in the region of the transport path 10.
  • An alternative to Fig. 2 embodiment of the invention can be seen in Fig. 3.
  • the conveying of the belt 1 is controlled or regulated so that to compensate for nonuniformities in the mass flow, a sagging, loop-shaped section of the band 1 between the two drivers 8, 9 is used.
  • the tensile and mass torque coupling is thus achieved here by a free loop of the belt with two speed-controlled drivers 8, 9.
  • FIG. 3 In contrast to the procedure described in connection with FIG.
  • the process takes place here without an adjustable draft level, the tensile stress is very low over the entire range and results from the weight force of the sagging loop.
  • Mass flow fluctuations are compensated by a change in the loop height on the speed control of the driver 8, 9.
  • the strip tension resulting from the weight of the loop can be picked up by the variable-speed driver 8. This can be set via the driver 8, an almost arbitrary train in the transport path.
  • the function of the driver 9 can optionally be taken over again by a rolling stand.
  • Fig. 4 a further alternative can be seen.
  • the tensile and mass torque coupling is achieved by an S-roller set 8 ', 8 "(optionally coupled with a dancer roller) .
  • the lower roller 8" of the S-roller set 8', 8 " can be adjusted in the horizontal direction, which is represented by the With at least one of the speed-controlled S-rollers 8 ', 8 ", the belt tension can be regulated. If a dancer roll is additionally used, it ensures mass flow torque coupling.
  • FIGS. 5 and 6 the means 7 are shown in greater detail, which are located in the conveying direction F in front of the transport path 10.
  • the means 7 have in Fig. 5, a driver 12, which consists of two cooperating roles.
  • a driver 12 which consists of two cooperating roles.
  • For train control in the band 1 behind the casting machine (pouring opening 2 together with solidification section 3) thus serves the pair of rollers of the driver 12.
  • the two rollers of the driver 12 press with defined force on the cast strip to produce the frictional engagement. At least one of the driver rollers is speed-controlled.
  • FIG. 7 shows a further concrete embodiment of the invention.
  • a speed and Bandzugregelung on the type of solution according to the above Figures 2 and 6 is provided.
  • a combination of tension control and mass torque coupling takes place, two drivers 8 and 9 with dancer roller 11 arranged therebetween being provided in the region of the means 6;
  • a driver roller 12 is provided, which presses on a deflection roller 13 of the conveyor belt 18.
  • the drivers are speed controlled, wherein the driver 9 via the loop control (by means of the dancer roller 11) keeps the mass flow constant.
  • the positioning of the loop lifter (dancer roll 11) keeps the strip tension constant.
  • the driver 8 is speed-controlled with superimposed tension control and ensures a constantly adjustable tension level in the area of the belt transport.
  • the strip tension applied here is introduced via the resting and pressing top roller 12 into the engine torque of the top roller. While in the region of the solidification section 3 there is a strip tension of substantially zero, the strip tension in the region of the transport path 10 is significantly greater than zero. Behind the driver 8 may be an even higher train level.
  • While the drive roller 12 is speed-controlled while specifying the speed, in the case of the driver 8, a speed specification along with a belt tension input leads to a speed and drive torque and thus tension control.
  • the tension control by means of the dancer roller 11 leads to a regulation of the pivoting angle of the arm on which the dancer roll sits and thus on the regulation of the operating force of the arm to a tension control.
  • Driver 9 is speed-controlled with superimposed loop and thus mass flow control.
  • FIG. 8 shows the comparison of the time profile of the tensile stress in the band 1 in the region of the belt transport after the casting machine, in FIG. 8a for a previously known solution, in FIG. 8b for an embodiment according to the invention.
  • the effect on the tension in the belt results from the operation of a pair of scissors 16 (see Fig. 1) in the context of a further processing section.
  • the scissors 16 performs a cut, which results in a deviation from the ideal constant band movement in the band transport.
  • the scissors 16 pulls during the cut namely on the belt 1, so that without the inventive solution according to Fig. 8a high trains in the area of the belt transport occur, which can propagate in the direction of the liquid phase and lead to the problems mentioned above.
  • the strip tension can be kept almost constant with the same disturbance according to FIG. 8b. Disturbances of the casting process can be largely avoided, they are in any case significantly lower than in Fig. 8a. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bandes (1) aus Metall, insbesondere aus Stahl, wobei flüssiges Metall aus einem Aufgabegefäß (2) einer Erstarrungsstrecke (3) zugeführt wird und wobei sich das gegossene Metall entlang der Erstarrungsstrecke (3) verfestigt. Um eine optimale Bandqualität ohne Schädigungen zu erhalten, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass flüssiges Metall an einem ersten Ort (4) der in Form eines sich horizontal erstreckenden Förderelements ausgebildeten Erstarrungsstrecke (3) aufgegeben wird und dass das verfestigte Metall das Förderelement (3) an einem in Förderrichtung (F) beabstandeten zweiten Ort (5) verlässt, wobei in Förderrichtung (F) an oder hinter dem zweiten Ort (5) Mittel (6, 7) vorgesehen sind, mit denen der Massenstrom des die Erstarrungsstrecke (3) verlassende Bandes und/oder die Spannung im Band auf einem gewünschten Wert gehalten wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bandes aus Metall.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Bandes aus Metall
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bandes aus Metall, insbesondere aus Stahl, wobei flüssiges Metall aus einer Gießöffnung einer Erstarrungsstrecke zugeführt wird und wobei sich das gegossene Metall entlang der Erstarrungsstrecke verfestigt. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bandes aus Metall.
Mit dem Verfahren des horizontalen Bandgießens ist es möglich, Schmelzen verschiedener Stahlsorten endabmessungsnah in einem Bereich von weniger als 20 mm Banddicke zu vergießen. Es wurden bereits Anlagen dieser Art beschrieben, mit denen Bänder hergestellt werden können. Dabei können insbesondere Leichbaustähle mit einem hohen Anteil an C, Mn, AI und Si vorteilhaft gefertigt werden.
Beim horizontalen Bandgießen von Stahl ist eine direkte Verbindung von Material in der Flüssigphase im Bereich der Schmelzaufgabe und den weiterführenden Verarbeitungsschritten des erstarrten Materials über das Gussband gege- ben. Das Gussband wird nach der Erstarrung und dem Verlassen der Gießmaschine über einer Transportstrecke der Weiterverarbeitung zugeführt. Die Verarbeitungsschritte können sein: Richten, Walzen, Schneiden und Auswickeln (Haspeln, Coilen).
Durch diese oder ähnliche Komponenten einer Gesamtanlage kann es zu Zug- und Massenstromschwankungen im Gussband kommen. Pflanzen sich die Störungen in Richtung des flüssigen Stahls fort, kann es zu Gießstörungen und negativen Beeinflussungen des Gussbandes kommen, z. B. Dickenschwankungen, Überströmungen, Kanteneinschnürungen und Band- oder Strömungsab- riss. Insbesondere Leichbaustähle, die ein sehr großes Erstarrungsintervall (d. h. Temperaturfenster vom Beginn der Erstarrung aus der Schmelze bis zur vollständigen Durcherstarrung und davon abhängige Null-Festigkeits- bzw. Null- Zähigkeitstemperaturen) aufweisen können, sind zusätzlich intolerant gegenüber Zugschwankungen auch im Bereich der Transportstrecke.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine entsprechende Vorrichtung derart weiterzubilden, dass es möglich wird, auch bei Störungen der genannten Art sicherzustellen, dass das gegossene Band eine hohe Qualität aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist verfahrensgemäß dadurch gekennzeichnet, dass flüssiges Metall an einem ersten Ort der in Form eines sich horizontal erstreckenden Förderelements ausgebildeten Erstarrungsstrecke aufgegeben wird und dass das verfestigte Metall das Förderelement an ei- nem in Förderrichtung beabstandeten zweiten Ort verlässt, wobei in Förderrichtung am oder hinter dem zweiten Ort Mittel vorgesehen sind, mit denen der Massenstrom des die Erstarrungsstrecke verlassende Bandes und/oder die Spannung im Band auf einem gewünschten Wert gehalten wird.
Vorzugsweise halten die Mittel hinter dem zweiten Ort eine vorgegebene Zugspannung im Band aufrecht. Die Mittel können dabei insbesondere hinter dem zweiten Ort eine zeitlich konstante Zugspannung im Band aufrecht erhalten.
In der Erstarrungsstrecke kann eine Zugspannung von nahezu Null im Band aufrechterhalten werden.
Die vorgeschlagene Vorrichtung zum Herstellen eines Bandes aus Metall, insbesondere aus Stahl, umfasst eine Gießöffnung, mit der flüssiges Metall einer Erstarrungsstrecke zugeführt werden kann, wobei das gegossene Metall auf der Erstarrungsstrecke in eine Förderrichtung transportiert wird, auf der es sich verfestigt. Die Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Erstarrungsstrecke als ein sich in horizontale Richtung erstreckendes Förderelement ausgebildet ist, wobei das flüssige Metall an einem ersten Ort der Erstarrungsstrecke aufgegeben werden kann, wobei das verfestigte Metall das Förderelement an einem in Förderrichtung beabstandeten zweiten Ort verlassen kann und wobei in Förderrichtung hinter dem zweiten Ort Mittel zum Auf- rechterhalten eines gewünschten Massenstroms des die Erstarrungsstrecke verlassenden Bandes und/oder einer gewünschten Spannung im Band vorhanden sind.
Die Mittel zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms können min- destens einen Treiber umfassen, der in Förderrichtung hinter einer sich hinter dem zweiten Ort anschließenden Transportstrecke angeordnet ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Mittel zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms zwei Treiber umfassen, zwischen denen das Band in Form einer Schlinge gefördert werden kann. Zwischen den beiden Treibern kann dabei eine bewegliche Rolle (insbesondere Tänzerrolle oder Schlingenhe- ber) zur Auslenkung des Bandes in Richtung seiner Normalen angeordnet sein.
Ferner kann alternativ vorgesehen sein, dass der Treiber in Form eines S- Rollensatzes ausgebildet ist. Eine Rolle des S-Rollensatzes kann in horizontale Richtung verschieblich angeordnet sein.
Ferner kann vorgesehen werden, dass mindestens ein Treiber durch die Walzen eines Walzgerüsts gebildet wird.
Die Mittel zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms und zur Einstellung eines für die Flüssigaufgabe erforderlichen Bandzuges von nahezu Null können ferner mindestens einen Treiber umfassen, der in Förderrichtung vor der sich hinter dem zweiten Ort anschließenden Transportstrecke angeordnet ist. Dieser Treiber kann zwei zusammenwirkende Rollen umfassen, zwischen denen das die Erstarrungsstrecke verlassende Band angeordnet ist. Die Erstarrungsstrecke kann als Förderband und der Treiber kann als Rolle ausgebildet sein, die das die Erstarrungsstrecke verlassende Band auf eine Umlenkrolle des Förderbandes drückt.
Hinter den Mitteln zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms kann mindestens eine Weiterbearbeitungsmaschine angeordnet sein. Bei dieser handelt es sich beispielsweise um eine Richtmaschine, um ein Walzwerk, um eine Schere oder um einen Haspel.
Die Erfindung sieht Einrichtungen und Regelkonzepte vor, die die negativen Rückwirkungen aus der Weiterverarbeitung auf das Gussband weitgehend unterbinden, indem konstante Zug- und Massenstromverhältnisse eingestellt und aufrecht erhalten werden. Hiermit wird die Qualität des Gussbandes auf hohem Niveau gehalten.
Die vorgeschlagenen Einrichtungen und Regelkonzepte zur Vermeidung von Rückwirkungen können aus zwei Komponenten bestehen, nämlich aus einer Bandzugregelung in Kombination mit einer Massenstromregelung.
Zum einen kann also dafür gesorgt werden, dass im Bereich der Transportstre- cke ein weitgehend konstanter Bandzug eingestellt wird, wobei der Massenfluss konstant ist. Der Bandzug ist auf der Transportstrecke bevorzugt größer oder nahezu Null.
Wird ein Bandzug von größer als Null in der Transportstrecke eingestellt, sorgt die Einrichtung zur Bandzugregelung dafür, dass der Zug im Bereich der Gießmaschine (also auf der Erstarrungsstrecke) praktisch bei Null liegt. Dies ist notwendig, da das Gussband mit steigender Temperatur immer weniger Zugkraft aufnehmen kann und der zulässige Zug im Bereich der Flüssigkaufgabe Null wird.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bandes aus
Metall mit einer Anzahl Weiterbehandlungsmaschinen,
Fig. 2 eine zu Fig. 1 analoge Ansicht, wobei Mittel zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Massenstroms bzw. eines gewünschten Bandzuges in einem hinteren Bereich detaillierter dargestellt sind,
Fig. 3 eine zu Fig. 2 alternative Ausgestaltung der Vorrichtung,
Fig. 4 eine weitere zu Fig. 2 alternative Ausgestaltung der Vorrichtung,
Fig. 5 eine zu Fig. 1 analoge Ansicht, wobei Mittel zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Massenstroms bzw. eines gewünschten Band- zuges in einem vorderen Bereich detaillierter dargestellt sind,
Fig. 6 eine zu Fig. 5 alternative Ausgestaltung der Vorrichtung,
Fig. 7 eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung mit Angabe der zu regelnden Größen,
Fig. 8a den Verlauf der Zugspannung im Band über der Zeit ohne Einsatz des erfindungsgemäßen Vorschlags und
Fig. 8b den Verlauf der Zugspannung im Band über der Zeit bei Einsatz des erfindungsgemäßen Vorschlags.
In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bandes 1 durch einen Gieß- prozess zu sehen. Ein wesentlicher Bestandteil der Vorrichtung ist eine Erstarrungsstrecke 3, die als Förderband 18 ausgebildet ist, das mittels zweier Um- lenkrollen 13 in der dargestellten Position gehalten wird, wobei die Oberseite des Förderbandes 18 in eine Förderrichtung F bewegt wird. An einem in Förderrichtung vorderen, ersten Ort 4 wird flüssiges Metall aus einem Aufgabegefäß 2 auf das Förderband 18, d. h. auf die Erstarrungsstrecke 3 aufgebracht. Im Verlauf der Förderung erstarrt das Material und verlässt an einem zweiten Ort 5 das Förderband 18. Das gegossene Band 1 gelangt dann über eine Transportstrecke 10 zu Weiterbearbeitungsmaschinen 14, 15, 16, 17, die vorliegend eine Richtmaschine 14, ein Walzwerk 15, eine Schere 16 und eine Haspel 17 umfassen.
Kernbestandteil der vorliegenden Erfindung sind Mittel 6, 7 zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms des die Erstarrungsstrecke 3 verlassenden Bandes 1 und/oder einer gewünschten Spannung im Band 1. Bevorzugt ist ein Teil der Mittel 6 in Förderrichtung F hinter der Transportstrecke 10 und ein Teil der Mittel 7 vor der Transportstrecke 10, aber hinter dem zweiten Ort 5 angeordnet.
Die Mittel 6, 7 sind dazu geeignet sicherzustellen, dass unabhängig von den Prozessschritten, die in den Weiterbearbeitungsmaschinen 14, 15, 16, 17 erfolgen, keine Rückkopplung auf den Prozess des Bandgießens eintritt. Vielmehr stellen die Mittel 6, 7 sicher, dass stets ein konstanter Massenstrom an Band von der Erstarrungsstrecke 3 abgezogen wird und dass das gegossene Band 1 dann entlang der Transportstrecke 10 unter einer vorgegebenen Zugspannung gehalten wird.
Wie dies im Einzelnen erfolgen kann, ergibt sich aus den Figuren 2 bis 6:
In Fig. 2 ist zu sehen, dass die hinter der Transportstrecke 10 angeordneten Mittel 6 zwei Treiber 8 und 9 aufweisen, die geregelt angetrieben werden können, wobei zwischen den Treibern 8, 9 eine Tänzerrolle oder ein Schlingenhe- ber 11 positioniert ist. Diese kann das Band 1 in Richtung der Normalen N auslenken, so dass das Band eine schlingenartige Ausformung annimmt. In Ab- hängigkeit des Drehantriebs der Treiber 8, 9 und der Auslenkung der Tänzerrolle 11 kann dafür Sorge getragen werden, dass von den Weiterverarbeitungsmaschinen 14, 15, 16, 17 herrührende Ungleichmäßigkeiten nicht auf das Band vor den Mitteln 6 übertragen werden. Folglich wird der Gießprozess stabilisiert und homogenisiert, so dass die Gießqualität entsprechend hoch ist.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel besteht die Bandzug- und Massenstrom- regelung also aus einem System aus Treibern 8, 9 und einer beweglich gelagerten Rolle 11 (Schiingenheber bzw. Tänzerrolle). Hierdurch ist es möglich, die nachfolgenden Prozessschritte bei einem einstellbaren Zugniveau im Band ab- laufen zu lassen. Im Bereich der Mittel 6 zur Zugentkopplung ist der Zug einstellbar und kann mit der Positionsregelung der beweglich gelagerten Rolle 11 konstant eingeregelt werden. Über eine Drehzahlregelung der Treiber 8, 9 wird die Schlingenhöhe geregelt und damit der Massenstrom konstant gehalten.
Die Aufgabe des Treibers 8 oder 9 kann gegebenenfalls auch von einem Walzgerüst übernommen werden.
Für die Betriebsweise sind mehrere Varianten möglich:
1. Ist der Treiber 8 nicht angetrieben, fungiert er als Niederhalterrollenpaar. In diesem Falle stellt sich im Bereich der Transportstrecke 10 der gleiche Zug ein wie an der beweglichen Rolle 11 (Schiingenheber, Tänzerrolle).
2. Läuft der Treiber 8 von einem Motor in Momentenregelung angetrieben, kann im Bereich der Transportstrecke 10 ein anderer Zug eingestellt werden, wobei eine nahezu konstante Differenz zwischen einlaufendem und auslaufendem Zug am Treiber besteht.
3. Läuft der Treiber 8 mit Motor angetrieben in Drehzahlregelung, kann im Bereich der Transportstrecke 10 ein nahezu beliebiger anderer Zug im Band eingeregelt werden. Eine zu Fig. 2 alternative Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 zu sehen. Hier befindet sich keine Tänzerrolle zwischen den beiden Treibern 8 und 9 der Mittel 6. Vielmehr wird hier durch den Antrieb der Treiber 8, 9 das Fördern des Bandes 1 so gesteuert bzw. geregelt, dass zum Ausgleich von Ungleichförmigkeiten im Massenstrom ein durchhängender, schlingenförmiger Abschnitt des Bandes 1 zwischen den beiden Treibern 8, 9 genutzt wird. Die Zug- und Massenstromentkopplung wird hier also durch eine freie Schlinge des Bandes mit zwei drehzahlgeregelten Treibern 8, 9 erreicht. Im Gegensatz zu der im Zu- sammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Vorgehensweise läuft der Prozess hier ohne einstellbares Zugniveau ab, die Zugspannung ist im gesamten Bereich sehr gering und ergibt sich aus der Gewichtskraft der durchhängenden Schlinge. Massenstromschwankungen werden durch eine Änderung der Schlingenhöhe über die Drehzahlregelung der Treiber 8, 9 ausgeglichen. Der aus der Gewichtskraft der Schlinge resultierende Bandzug kann von dem drehzahlgeregelten Treiber 8 aufgenommen werden. Damit kann über den Treiber 8 ein nahezu beliebiger Zug im Bereich der Transportstrecke eingestellt werden. Die Funktion des Treibers 9 kann gegebenenfalls wieder von einem Walzgerüst übernommen werden.
In Fig. 4 ist eine weitere Alternative zu sehen. Hier wird die Zug- und Massenstromentkopplung durch einen S-Rollensatz 8', 8" (ggf. gekoppelt mit einer Tänzerrolle) erreicht. Die untere Rolle 8" des S-Rollensatzes 8', 8" ist in horizontale Richtung einstellbar, was durch das Bewegungselement angedeutet ist. Mit mindestens einer der drehzahlgeregelten S-Rollen 8', 8" kann der Bandzug geregelt werden. Wird zusätzlich eine Tänzerrolle eingesetzt, sorgt diese für die Massenstromentkopplung.
In den Figuren 5 und 6 sind die Mittel 7 näher dargestellt, die sich in Förderrich- tung F vor der Transportstrecke 10 befinden. Die Mittel 7 weisen in Fig. 5 einen Treiber 12 auf, der aus zwei zusammenwirkenden Rollen besteht. Zur Zugregelung im Band 1 hinter der Gießmaschine (Gießöffnung 2 samt Erstarrungsstrecke 3) dient also das Rollenpaar des Treibers 12. Vorgesehen werden können auch mehrere Treiberpaare. Damit wird sichergestellt, dass der Bandzug im Bereich der Gießmaschine praktisch bei Null liegt, was im Falle der Flüssigkeitsaufgabe auch erforderlich ist, da das Band hier noch keinerlei Zugspannungen aufnehmen kann. Die beiden Rollen des Treibers 12 drücken mit definierter Kraft auf das gegossene Band, um den Reibschluss herzustellen. Dabei ist mindestens eine der Treiberrollen drehzahlgeregelt.
Alternativ kann vorgesehen werden - und dies ist in Fig. 6 skizziert - dass die Zugaufnahme über eine am Ende der Gießmaschine angebrachte Top-Rolle 12 erfolgt, die gegen eine der Umlenkrollen 13 des Förderbandes 18 drückt. Hierbei wird mit einer Kraft auf das Band gedrückt und der Zug in die drehzahlgere- gelte Top-Rolle 12 bzw. das drehzahlgeregelte gegossene Band eingeleitet.
In Fig. 7 ist ein weiter konkretisiertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hier ist eine Geschwindigkeits- und Bandzugregelung nach Art der Lösung gemäß der obigen Figuren 2 und 6 vorgesehen. Es findet eine Kombinati- on aus Zugspannungsregelung und Massenstromentkopplung statt, wobei im Bereich der Mittel 6 zwei Treiber 8 und 9 mit dazwischen angeordneter Tänzerrolle 11 vorgesehen ist; im Bereich der Mittel 7 ist eine Treiberrolle 12 vorgesehen, die auf eine Umlenkrolle 13 des Förderbandes 18 drückt. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Treiber drehzahlgeregelt, wobei der Treiber 9 über die Schlingenregelung (mittels der Tänzerrolle 11) den Massenstrom konstant hält. Über die Positionierung des Schiingenhebers (Tänzerrolle 11 ) wird der Bandzug konstant eingeregelt. Der Treiber 8 ist drehzahlgeregelt mit überlagerter Zugregelung und sorgt für ein konstant einstellbares Zugniveau im Bereich des Bandtransportes. Der hier anliegende Bandzug wird über die aufliegende und andrü- ckende Top-Rolle 12 in das Motormoment der Oberrolle eingeleitet. Während im Bereich der Erstarrungsstrecke 3 ein Bandzug von im wesentlichen Null vorliegt, ist der Bandzug im Bereich der Transportstrecke 10 deutlich größer als Null. Hinter dem Treiber 8 kann ein noch höheres Zugniveau vorliegen.
Während die Treiberrolle 12 unter Vorgabe der Geschwindigkeit drehzahlgere- gelt ist, führt eine Geschwindigkeitsvorgabe samt Bandzugvorgabe im Falle des Treibers 8 zu einer Drehzahl- und Antriebsdrehmoment- und damit Zugregelung. Die Zugregelung mittels der Tänzerrolle 11 führt zu einer Regelung des Schwenkwinkels des Arms, an dem die Tänzerrolle sitzt und damit über die Regelung der Betätigungskraft des Arms zu einer Zugregelung. Treiber 9 ist dreh- zahlgeregelt mit überlagerter Schlingen- und damit Massenstromregelung.
In Fig. 8 ist der Vergleich des zeitlichen Verlaufs der Zugspannung im Band 1 im Bereich des Bandtransportes nach der Gießmaschine zu sehen, in Fig. 8a für eine vorbekannte Lösung, in Fig. 8b für eine Ausgestaltung gemäß der Er- findung.
Die Auswirkung auf die Zugspannung im Band ergibt sich infolge der Betätigung einer Schere 16 (s. Fig. 1 ) im Rahmen eines Weiterverarbeitungsschnittes. Die Schere 16 führt einen Schnitt aus, wodurch sich eine Abweichung von der ideal konstanten Bandbewegung auch im Bereich des Bandtransportes ergibt. Die Schere 16 zieht während des Schnitts nämlich am Band 1 , so dass ohne die erfindungsgemäße Lösung gemäß Fig. 8a hohe Züge im Bereich des Bandtransportes auftreten, die sich in Richtung der Flüssigphase fortpflanzen können und zu den eingangs genannten Problemen führen.
Unter Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung kann gemäß Fig. 8b der Bandzug bei gleicher Störung nahezu konstant gehalten werden. Störungen des Gießprozesses können so weitgehend vermieden werden, sie fallen in jedem Falle deutlich geringer aus als in Fig. 8a. Bezugszeichenliste:
1 Band
2 Aufgabegefäß
3 Erstarrungsstrecke
4 erster Ort
5 zweiter Ort
6, 7 Mittel zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Massenstroms und zur Zugregelung
8 Treiber
8" Rolle des S-Rollensatzes
8" Rolle des S-Rollensatzes
9 Treiber
10 Transportstrecke
11 bewegliche Rolle (Tänzerrolle)
12 Treiber
13 Umlenkrolle
14 Weiterbearbeitungsmaschine (Richtmaschine)
15 Weiterbearbeitungsmaschine (Walzwerk)
16 Weiterbearbeitungsmaschine (Schere)
17 Weiterbearbeitungsmaschine (Haspel)
18 Förderband
F Förderrichtung N Normale

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines Bandes (1 ) aus Metall, insbesondere aus Stahl, wobei flüssiges Metall aus einer Gießöffnung (2) einer Erstarrungsstrecke (3) zugeführt wird und wobei sich das gegossene Metall entlang der Erstarrungsstrecke (3) verfestigt,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass flüssiges Metall an einem ersten Ort (4) der in Form eines sich horizontal erstreckenden Förderelements ausgebildeten Erstarrungsstrecke (3) aufgegeben wird und dass das verfestigte Metall das Förderelement (3) an einem in Förderrichtung (F) beabstandeten zweiten Ort (5) verlässt, wobei in Förderrichtung (F) hinter dem zweiten Ort (5) Mittel (6, 7) vorgesehen sind, mit denen der Massenstrom des die Erstarrungsstrecke (3) verlassenden Bandes und/oder die Spannung im Band auf einem gewünschten Wert gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6, 7) am oder hinter dem zweiten Ort (5) eine vorgegebe- ne Spannung im Band (1 ) aufrecht erhalten.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6, 7) am oder hinter dem zweiten Ort (5) eine zeitlich nahezu konstante Spannung im Band (1 ) aufrecht erhalten.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Erstarrungsstrecke (3) eine Spannung von nahezu Null im Band (1 ) aufrechterhalten wird.
5. Vorrichtung zum Herstellen eines Bandes (1) aus Metall, insbesondere aus Stahl, wobei die Vorrichtung ein Aufgabegefäß (2) umfasst, mit der flüssiges Metall einer Erstarrungsstrecke (3) zugeführt werden kann, wobei das gegossene Metall auf der Erstarrungsstrecke (3) in eine Förderrichtung (F) transportiert wird, auf der es sich verfestigt, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Erstarrungsstrecke (3) als ein sich in horizontale Richtung erstreckendes Förderelement ausgebildet ist, wobei das flüssige Metall an einem ersten Ort (4) der Erstarrungsstrecke (3) aufgegeben werden kann, wobei das verfestigte Metall das Förderelement (3) an einem in Förderrichtung (F) beabstandeten zweiten Ort (5) verlassen kann und wobei in Förderrichtung (F) am oder hinter dem zweiten Ort (5) Mittel (6, 7) zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms des die Erstarrungsstrecke (3) verlassenden Bandes (1 ) und/oder einer gewünschten Span- nung im Band (1 ) vorhanden sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6, 7) zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms mindestens einen Treiber (8, 9) umfassen, der in Förderrichtung (F) hinter einer sich hinter dem zweiten Ort (5) anschließenden Transportstrecke (10) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6, 7) zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms zwei Treiber (8, 9) umfassen, zwischen denen das Band (1 ) in Form einer Schlinge gefördert werden kann.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Treibern (8, 9) eine bewegliche Rolle (11) zur Auslenkung des Bandes in Richtung seiner Normalen (N) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Treiber (8) in Form eines S-Rollensatzes (8\ 8") ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rolle (8") des S-Rollensatzes (8', 8") in horizontale Richtung verschieblich angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Treiber (8, 9) durch die Walzen eines Walzge- rüsts gebildet wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (6, 7) zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massen- Stroms mindestens einen Treiber (12) umfasst, der in Förderrichtung (F) vor der sich hinter dem zweiten Ort (5) anschließenden Transportstrecke (10) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Treiber (12) zwei zusammenwirkende Rollen umfasst, zwischen denen das die Erstarrungsstrecke (3) verlassende Band (1 ) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstarrungsstrecke (3) als Förderband (18) ausgebildet ist und der Treiber (12) als Rolle ausgebildet ist, die das die Erstarrungsstrecke
(3) verlassende Band (1) auf eine Umlenkrolle (13) des Förderbandes (18) drückt.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass hinter den Mitteln (6, 7) zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms mindestens eine Weiterbearbeitungsmaschine (14, 15, 16, 17) angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass hinter den Mitteln (6, 7) zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms mindestens eine Richtmaschine (14) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass hinter den Mitteln (6, 7) zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms mindestens ein Walzwerk (15) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass hinter den Mitteln (6, 7) zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms mindestens eine Schere (16) angeordnet ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass hinter den Mitteln (6, 7) zum Aufrechterhalten eines gewünschten
Massenstroms mindestens ein Haspel (17) angeordnet ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass hinter den Mitteln (6, 7) zum Aufrechterhalten eines gewünschten Massenstroms mindestens eine Stapelanlage zum Stapeln von Bandabschnitten angeordnet ist.
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