EP2217394B1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines bandes aus metall - Google Patents

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EP2217394B1
EP2217394B1 EP08851576.2A EP08851576A EP2217394B1 EP 2217394 B1 EP2217394 B1 EP 2217394B1 EP 08851576 A EP08851576 A EP 08851576A EP 2217394 B1 EP2217394 B1 EP 2217394B1
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EP
European Patent Office
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strip
tension
driver
location
conveying direction
Prior art date
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EP08851576.2A
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English (en)
French (fr)
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EP2217394A1 (de
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Rolf Franz
Olaf Norman Jepsen
Christian Mengel
Michael Breuer
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
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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 line, wherein the cast metal solidifies along the solidification section, wherein liquid metal at a first location in the form of a horizontally the solidified metal leaves the conveying element at a second location spaced apart in the conveying direction, wherein in the conveying direction behind the second location means are provided, with which the tension in the band is maintained at a desired value, wherein the means or maintain a predetermined tension in the band behind the second location. 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 belt or stall.
  • lightweight steels which may have a very large solidification interval (i.e., temperature window from the onset of solidification from the melt to complete through solidification and zero-toughness temperatures dependent thereon), are additionally intolerant to pull variations even in the transport path.
  • a method of the type mentioned and a corresponding device are for example from the DE 196 36 699 A1 known.
  • a similar solution shows the WO 2006/066551 A
  • a corresponding method and an associated device also disclose the contributions of K. Schwerdtfeger et al. "Further results from strip casting with the single-belt process" in ISIJ International 2000 (Iron and Steel Inst. Of Japan), Vol. 40, No. 8, 2000, pages 756 to 764 , and from K.-H. Spitzer et al. "Direct Strip Casting (DSC) - An Option for the Production of New Steel Grades" in Steel Research, Dusseldorf, Vol. 74, No. 11/12, Jan. 1, 2003, pages 724-731 ,
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned above and a corresponding device such 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 problem by the invention according to the method is characterized in that the means at the second location have a driver for the cast strip, that the means further comprise two spaced apart in the conveying direction further driver and that between the Driver at the second location and the forward in the conveying direction further driver extends a transport path, wherein in the transport path a first train level greater than zero is maintained in the band and wherein in the area between the two other drivers a second, higher train level is maintained in the band ,
  • 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 the liquid metal can be fed to a solidification line, wherein the cast metal is transported on the solidification line in a conveying direction on which it solidifies, the solidification section 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, wherein in the conveying direction at or behind the second location Means are provided for maintaining a desired tension in the belt.
  • the device is distinguished by the fact that the means at the second location have a driver for the cast strip, that the means furthermore have two further drivers spaced apart from one another in the conveying direction and that there are further drivers between the driver at the second location and the advancing in the conveying direction extends a transport path, wherein means are provided to maintain a first train level greater than zero in the band in the transport path and wherein means are provided to maintain a second, higher train level in the band between the two further drivers.
  • the means for maintaining a desired tension in the belt comprise two drivers, between which the belt can be conveyed in the form of a loop.
  • a movable roller in particular dancer roller or loop lifter
  • the two drivers can be arranged between the two drivers for the deflection of the belt in the direction of its normal.
  • 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 driver may comprise two cooperating rollers between which the strip leaving the solidification section is located.
  • 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 is an apparatus for producing a strip 1 by a casting process to see.
  • An essential component of the device is a solidification section 3, which is designed as a conveyor belt 18, by means of two deflection 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.
  • FIGS. 2 to 6 How this can be done in detail results from the FIGS. 2 to 6 :
  • 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.
  • Dependent on the rotational drive of the driver 8, 9 and the deflection of the dancer roll 11 can be taken to ensure that from the processing machines 14, 15, 16, 17 resulting irregularities are not transmitted to the tape 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 thus consists of a system of drivers 8, 9 and a movably mounted roller 11 (looper or dancer roll).
  • a movably mounted roller 11 (looper or dancer roll).
  • the task of the driver 8 or 9 can optionally also be taken over by a rolling stand.
  • Fig. 2 alternative embodiment of the invention is in Fig. 3 to see.
  • 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.
  • the process runs here without adjustable tension level, the tension is very low in the entire range and results from the weight of the sagging sling.
  • 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 is another alternative to see.
  • 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.
  • a driver 12 which consists of two interacting 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.
  • a further concrete embodiment of the invention is shown.
  • a speed and tension control according to the type of solution according to the above Figures 2 and 6 intended.
  • There is a combination of tension control and mass torque coupling wherein in the region of the means 6, two drivers 8 and 9 is provided with interposed dancer roller 11; In the region of the means 7, 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) controls the strip tension constantly.
  • 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 upper roller.
  • 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.
  • driver roller 12 is speed controlled under specification of the speed
  • a speed default velvet tape default in the case of the driver 8 leads to a speed and Antriebspunmoment- 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 the comparison of the time course of the tension in the band 1 in the area of the belt transport after the casting machine can be seen, 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 is due to the operation of a pair of scissors 16 (s. Fig. 1 ) as part 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 field of tape transport occur, which can propagate in the direction of the liquid phase and lead to the problems mentioned above.

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)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bandes aus Metall, insbesondere aus Stahl, wobei flüssiges Metall aus einer Gießöffnung einer Erstarrungsstrecke zugeführt wird, wobei sich das gegossene Metall entlang der Erstarrungsstrecke verfestigt, wobei flüssiges Metall an einem ersten Ort der in Form eines sich horizontal erstreckenden Förderelements ausgebildeten Erstarrungsstrecke aufgegeben wird und wobei das verfestigte Metall das Förderelement an einem in Förderrichtung beabstandeten zweiten Ort verlässt, wobei in Förderrichtung hinter dem zweiten Ort Mittel vorgesehen sind, mit denen die Spannung im Band auf einem gewünschten Wert gehalten wird, wobei die Mittel am oder hinter dem zweiten Ort eine vorgegebene Spannung im Band aufrecht erhalten. 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 gegeben. 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 Strömungsabriss.
  • 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.
  • Ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine entsprechende Vorrichtung sind beispielsweise aus der DE 196 36 699 A1 bekannt. Eine ähnliche Lösung zeigt die WO 2006/066551 A . Ein entsprechendes Verfahren sowie eine zugehörige Vorrichtung offenbaren auch die Beiträge von K. Schwerdtfeger et al. "Further results from strip casting with the single-belt process" in ISIJ International 2000 (Iron & Steel Inst. of Japan), Bd. 40, Nr. 8, 2000, Seiten 756 bis 764, und von K.-H. Spitzer et al. "Direct Strip Casting (DSC) - An Option for the Production of New Steel Grades" in Steel Research, Düsseldorf, Bd. 74, Nr. 11/12, 1. Januar 2003, Seiten 724 bis 731.
  • Der Erfindung liegt 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 die Mittel am zweiten Ort einen Treiber für das gegossene Band aufweisen, dass die Mittel weiterhin zwei voneinander in Förderrichtung beabstandete weitere Treiber aufweisen und dass sich zwischen dem Treiber am zweiten Ort und dem in Förderrichtung vorneliegenden weiteren Treiber eine Transportstrecke erstreckt, wobei im Bereich der Transportstrecke ein erstes Zugniveau größer als Null im Band aufrecht erhalten wird und wobei im Bereich zwischen den beiden weiteren Treibern ein zweites, höheres Zugniveau im Band aufrecht erhalten wird.
  • 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, wobei 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, wobei in Förderrichtung am oder hinter dem zweiten Ort Mittel zum Aufrechterhalten einer gewünschten Spannung im Band vorhanden sind. Die Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Mittel am zweiten Ort einen Treiber für das gegossene Band aufweisen, dass die Mittel weiterhin zwei voneinander in Förderrichtung beabstandete weitere Treiber aufweisen und dass sich zwischen dem Treiber am zweiten Ort und dem in Förderrichtung vorneliegenden weiteren Treiber eine Transportstrecke erstreckt, wobei Mittel vorhanden sind, um im Bereich der Transportstrecke ein erstes Zugniveau größer als Null im Band aufrecht zu erhalten und wobei Mittel vorhanden sind, um im Bereich zwischen den beiden weiteren Treibern ein zweites, höheres Zugniveau im Band aufrecht zu erhalten.
  • Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Mittel zum Aufrechterhalten einer gewünschten Spannung im Band 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 Schlingenheber) 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.
  • Der 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 Transportstrecke 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 Bandzuges 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 Gießprozess zu sehen. Ein wesentlicher Bestandteil der Vorrichtung ist eine Erstarrungsstrecke 3, die als Förderband 18 ausgebildet ist, das mittels zweier Umlenkrollen 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 Schlingenheber 11 positioniert ist. Diese kann das Band 1 in Richtung der Normalen N auslenken, so dass das Band eine schlingenartige Ausformung annimmt. In Abhängigkeit 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 Massenstromregelung also aus einem System aus Treibern 8, 9 und einer beweglich gelagerten Rolle 11 (Schlingenheber bzw. Tänzerrolle). Hierdurch ist es möglich, die nachfolgenden Prozessschritte bei einem einstellbaren Zugniveau im Band ablaufen 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. 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 (Schlingenheber, Tänzerrolle).
    2. 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. 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 Zusammenhang 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 Förderrichtung 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 drehzahlgeregelte 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 Kombination 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 Schlingenhebers (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 andrückende 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 drehzahlgeregelt 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 drehzahlgeregelt 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 Erfindung.
  • 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 (17)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Bandes (1) aus Metall, insbesondere aus Stahl, wobei flüssiges Metall aus einer Gießöffnung (2) einer Erstarrungsstrecke (3) zugeführt wird, wobei sich das gegossene Metall entlang der Erstarrungsstrecke (3) verfestigt, wobei flüssiges Metall an einem ersten Ort (4) der in Form eines sich horizontal erstreckenden Förderelements ausgebildeten Erstarrungsstrecke (3) aufgegeben wird und wobei 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 die Spannung im Band auf einem gewünschten Wert gehalten wird, wobei die Mittel (6, 7) am oder hinter dem zweiten Ort (5) eine vorgegebene Spannung im Band (1) aufrecht erhalten,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mittel (7) am zweiten Ort (5) einen Treiber (12) für das gegossene Band (1) aufweisen, dass die Mittel (6) weiterhin zwei voneinander in Förderrichtung (F) beabstandete weitere Treiber (8, 9) aufweisen und dass sich zwischen dem Treiber (12) am zweiten Ort (5) und dem in Förderrichtung (F) vorneliegenden weiteren Treiber (8) eine Transportstrecke (10) erstreckt, wobei im Bereich der Transportstrecke (10) ein erstes Zugniveau größer als Null im Band (1) aufrecht erhalten wird und wobei im Bereich zwischen den beiden weiteren Treibern (8, 9) ein zweites, höheres Zugniveau im Band (1) aufrecht erhalten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mittel (6, 7) am oder hinter dem zweiten Ort (5) eine zeitlich nahezu konstante Spannung im Band (1) aufrecht erhalten.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Erstarrungsstrecke (3) eine Spannung von nahezu Null im Band (1) aufrechterhalten wird.
  4. 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, wobei 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, wobei in Förderrichtung (F) am oder hinter dem zweiten Ort (5) Mittel (6, 7) zum Aufrechterhalten einer gewünschten Spannung im Band (1) vorhanden sind, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mittel (7) am zweiten Ort (5) einen Treiber (12) für das gegossene Band (1) aufweisen, dass die Mittel (6) weiterhin zwei voneinander in Förderrichtung (F) beabstandete weitere Treiber (8, 9) aufweisen und dass sich zwischen dem Treiber (12) am zweiten Ort (5) und dem in Förderrichtung (F) vorneliegenden weiteren Treiber (8) eine Transportstrecke (10) erstreckt, wobei Mittel vorhanden sind, um im Bereich der Transportstrecke (10) ein erstes Zugniveau größer als Null im Band (1) aufrecht zu erhalten und wobei Mittel vorhanden sind, um im Bereich zwischen den beiden weiteren Treibern (8, 9) ein zweites, höheres Zugniveau im Band (1) aufrecht zu erhalten.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Mittel (6, 7) zum Aufrechterhalten einer gewünschten Spannung im Band (1) zwei Treiber (8, 9) umfassen, zwischen denen das Band (1) in Form einer Schlinge gefördert werden kann.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen den beiden Treibern (8, 9) eine bewegliche Rolle (11) zur Auslenkung des Bandes in Richtung seiner Normalen (N) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Treiber (8) in Form eines S-Rollensatzes (8', 8") ausgebildet ist
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Rolle (8") des S-Rollensatzes (8', 8") in horizontale Richtung verschieblich angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der mindestens eine Treiber (8, 9) durch die Walzen eines Walzgerüsts gebildet wird.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Treiber (12) zwei zusammenwirkende Rollen umfasst, zwischen denen das die Erstarrungsstrecke (3) verlassende Band (1) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    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.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass hinter den Mitteln (6, 7) zum Aufrechterhalten einer gewünschten Spannung im Band (1) mindestens eine Weiterbearbeitungsmaschine (14, 15, 16, 17) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass hinter den Mitteln (6, 7) zum Aufrechterhalten einer gewünschten Spannung im Band (1) mindestens eine Richtmaschine (14) angeordnet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass hinter den Mitteln (6, 7) zum Aufrechterhalten einer gewünschten Spannung im Band (1) mindestens ein Walzwerk (15) angeordnet ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass hinter den Mitteln (6, 7) zum Aufrechterhalten einer gewünschten Spannung im Band (1) mindestens eine Schere (16) angeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass hinter den Mitteln (6, 7) zum Aufrechterhalten einer gewünschten Spannung im Band (1) mindestens ein Haspel (17) angeordnet ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass hinter den Mitteln (6, 7) zum Aufrechterhalten einer gewünschten Spannung im Band (1) mindestens eine Stapelanlage zum Stapeln von Bandabschnitten angeordnet ist.
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