EP2627465A1 - Energie- und ausbringungsoptimiertes verfahren und anlage zur erzeugung von stahlwarmband - Google Patents

Energie- und ausbringungsoptimiertes verfahren und anlage zur erzeugung von stahlwarmband

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EP2627465A1
EP2627465A1 EP11774009.2A EP11774009A EP2627465A1 EP 2627465 A1 EP2627465 A1 EP 2627465A1 EP 11774009 A EP11774009 A EP 11774009A EP 2627465 A1 EP2627465 A1 EP 2627465A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strand
thickness
casting
rolling
guiding device
Prior art date
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Granted
Application number
EP11774009.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2627465B1 (de
Inventor
Gerald Hohenbichler
Josef Watzinger
Gerald Eckerstorfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria filed Critical Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Priority to EP11774009.2A priority Critical patent/EP2627465B1/de
Publication of EP2627465A1 publication Critical patent/EP2627465A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2627465B1 publication Critical patent/EP2627465B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/041—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for vertical casting
    • 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
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/043—Curved moulds
    • 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
    • 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
    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • B22D11/1246—Nozzles; Spray heads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1282—Vertical casting and curving the cast stock to the horizontal
    • 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
    • B22D11/14—Plants for continuous casting
    • B22D11/142—Plants for continuous casting for curved casting
    • 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
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
    • B22D11/225—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould for secondary cooling

Definitions

  • the invention relates to a process for the continuous or semi-continuous production of steel hot strip, which starting from a by a
  • Vorwalz No. 1 Vorwalz No. 1 and a corresponding system for
  • Continuous rolling when a casting plant is so connected to a rolling mill, that the strand cast in a mold of the casting plant directly - without separation from the straight
  • Final thickness is rolled.
  • the beginning of the strand can therefore already be finished rolled to a steel strip to the final thickness, while the casting plant continues to pour on the same strand, so there is no end of the strand exists.
  • String guiding corset means strand guiding device comprising several (usually three to six)
  • each guide segment comprises one or more (usually three to ten) pairs of preferably designed as a strand support rollers guide elements.
  • the support rollers are rotatable about an axis orthogonal to the transport direction of the strand.
  • Guide elements also as static, e.g. skid-shaped
  • the strand is not only by the
  • Strand guiding device supported, but also by a lower end portion of the mold, which is why you could view the mold as part of the strand guide device.
  • the strand exits vertically downward from the mold and is deflected into the horizontal.
  • Strand guiding device therefore has a substantially curved over an angular range of 90 ° course.
  • the emerging from the strand guide device strand is in the roughing mill (HRM, High-Reduction Mill)
  • the resulting intermediate band is heated by a heater and in a
  • Finish rolling mill finished rolled.
  • the rolling stock has a temperature above its recrystallization temperature during rolling. For steel this is the range above about 750 ° C, usually is rolled at temperatures up to 1200 ° C warm.
  • the metal When hot rolling steel, the metal is usually in the austenitic state, where the iron atoms are cubic
  • the austenite area of a steel depends on the steel composition, but is usually above 800 ° C.
  • the produced steel bands are used for
  • controllable solidification coefficients have a
  • Stahlwarmbandgüten is no longer necessary. With such steel heat-tape grades, in which subsequent cold-rolling is still required, the number of rolling stands can be reduced compared to conventional rolling mills.
  • Arvedi's ESP plant for steel hot strip production comprises a pre-rolling mill following a continuous casting plant with three roughing stands, two strip separating devices and an induction furnace for the production of
  • Cooling section cooled and by means of three underfloor reels to tape rolls with a weight of up to 32 tons
  • the underfloor reel is a
  • Metallurgical length refers to the distance between the pouring area of the mold, specifically between the liquid level of the liquid steel, referred to as the "meniscus", and the end of the mold facing the roughing line
  • Strand guiding device between the guide elements or the strand support rollers a partially curved
  • Liquid sump called.
  • a kokillenfernere "Sumpfspitze” of the liquid sump is as the centric
  • the temperature of the sump tip therefore corresponds to the solidus temperature of the respective steel grade (typically between 1300 ° C and 1535 ° C.
  • EP 0 889 762 Bl is for continuous casting and rolling of hot strip a volumetric flow> 0.487 mm 2 / min (converted to the usual unit mentioned at the beginning:> 487
  • volume flow at a relatively low strand thickness proves to be too fast for many types of steel in order to be able to ensure sufficient production quality.
  • the aim is to increase the capacity of the plant while further optimizing the production of steel hot-rolled strip for a variety of steel grades, cooling parameters and strand thicknesses.
  • Strand guiding device transported strand always as far away as possible from the mold and as close to the end of the strand guide device and thus as close to
  • Entrance is located in the roughing mill.
  • Casting speed or the volume flow passing through the strand guiding device must also not be too large, since in such a case a shifting out of the sump tip beyond the strand guiding device and thus an inflation and bulging of the strand or the steel hot strip to
  • a process for the continuous or semi-continuous production of steel hot strip, which is rolled starting from a guided through a strand guide strand in a roughing train to an intermediate strip and subsequently in a finishing train to an end belt according to the invention is characterized in that cast in a casting line strand a Strand thickness between 105 and 130 mm, preferably a strand thickness between 115 and 125 mm, and in liquid core reduction (LCR)
  • Strand guiding device is reduced to a thickness between 85 and 120 mm, preferably to a thickness between 95 and 115 mm, with a liquid between the meniscus, d.i. the pouring mirror of the
  • Casting plant and one of the Vorwalz tiles facing the end of the strand guide device measured strand support length is greater than or equal to 18.5 m, preferably in a range between 18.7 and 23 m, more preferably between 20.1 and 23 m, and wherein a casting speed v c in a range of 3.8 - 7 m / min.
  • the strands are cast with different strand thicknesses depending on the following casting speeds:
  • the steel strip has a sufficiently hot cross-sectional core during its reduction in thickness in the downstream of the strand guide device Vorwalz No.
  • Casting parameters according to the invention for strands between 1400 and 1850 mm width have a production capacity of more than 3
  • Process according to the invention are also steel grades
  • strands having different strand thicknesses are cast in dependence on the following casting speeds:
  • a rough rolling of the strand into an intermediate strip in at least four rolling passes i. using four
  • Pre-rolling stands preferably in five rolling passes, i. carried out using five roughing stands. While in processes according to the prior art usually a rough rolling of the strand is carried out in three rolling passes, the energy efficiency of the rolling process can be further increased by an inventive four or five rolling passes. By making four or five rolling passes in
  • a very narrow thickness range of the intermediate strip (between 3 and 15 mm, preferably between 4 and 10 mm) is achieved, so that a downstream of the roughing mill heater, such as a cross-field inductive heating furnace, designed exactly to a specific thickness range of the intermediate band can be. Energy losses due to a too large
  • the four or five rolling passes taking place in the rough rolling mill take place within a maximum of 80 seconds, preferably within a maximum of 5 seconds.
  • the first rolling pass in the roughing mill within a maximum of 7 minutes, preferably within not more than 6.2 minutes from beginning of solidification of the liquid strand steel in the casting plant
  • the first pass in the roughing mill takes place within a maximum of 5, 8 minutes, even at casting speeds in the region of 4 m / min.
  • Cooling of the strand is allowed, i. none
  • Cooling device is done. According to a further preferred embodiment variant of the invention, it is provided that a reduction of the thickness of the strand by 35-60%, preferably by 40-55% takes place in the roughing mill per rolling pass. With a providence of exactly four rolling stands, it follows that a
  • a temperature loss rate of the intermediate strip emerging from the rough rolling mill is below a maximum of 3 K / m, preferably below a maximum of 2.5 K / m. It would also be conceivable to realize temperature loss rates ⁇ 2 K / m.
  • Temperature loss rate is due to heat radiation and / or convection from the intermediate band and can be controlled by an appropriate choice of thermal boundary conditions (covers, tunnels, cold air, humidity, ...) and transport speed or mass flow.
  • a heating of the leaked out of the roughing intermediate belt by means of an inductive heating device, preferably in
  • Querfeldticalyrmungs compiler starting at a temperature above 770 ° C, preferably above 820 ° C to a temperature of at least 1110 ° C, preferably to a
  • Seconds preferably within a period of 5 to 13 seconds.
  • the time interval between the first pass and the inlet to the heating device does not exceed 105 seconds for intermediate strip thicknesses of 5-10 mm, preferably not longer than 70 seconds.
  • a finish rolling of the heated intermediate strip in the finishing train in four rolling passes, i. using four finishing stands or in five rolling passes, i. using five
  • Fertigwalzgerüsten to an end strip with a thickness ⁇ 1.5 mm, preferably ⁇ 1.2 mm.
  • inventive method is also a rolling on
  • Rolling mill carried out by the five or four finishing mills rolled within a maximum period of 16 seconds, preferably within a maximum period of 8 seconds.
  • LCR thickness reduction of the strand to the contacting of predetermined guide elements of the strand guiding device relative to a longitudinal axis of the strand (transversely) adjustable, wherein an adjustment of the guide elements is made depending on the material of the strand and / or the casting speed in order to reduce the strand thickness by up to 30 mm.
  • the strand thickness quasi-static i. shortly after the start of casting or the casting of a casting sequence, as soon as the "front of the head" called, warm
  • the strand thickness may be dynamically adjustable, i. is arbitrarily variable during the casting process or during the passage of the strand through the strand guiding device.
  • the dynamic setting is then preferably set by the operating team depending on the steel grade and the actual casting speed, if this changes only on a case-by-case basis.
  • Thickness reduction is between 0 and 30 mm, preferably between 3 and 20 mm.
  • the application of the coolant to the strand takes place by means of an injection device, which can comprise any desired number of spray nozzles.
  • Spraying device in particular the Düsen immenseart (es exist pure water nozzles and air / water nozzles, so-called “2-phase nozzles”)
  • Speed factor K in particular as a function of the steel grade or the cooling characteristic of the strand.
  • a speed factor K lying in the upper region of a corridor region proposed according to the invention can be used, while for slower-to-cool steel grades a velocity factor K lying in the middle or lower region of a corridor region proposed according to the invention
  • Casting speed is substantially constant.
  • the definition of steady-state plant operation merely serves to delimit against a start-up phase during which the molten steel initially passes through the strand guiding device and during which the casting speed is subject to extraordinary parameters or, on the other hand, also acceleration phases which are possible in the meantime to increase throughput and / or operationally required deceleration phases (if you have to wait for the delivery of liquid steel or because of strand quality, lack of cooling water, ).
  • Speed factor K at a strand support length L of 17.5 m in a corridor range from 39600 to 46500, preferably in a corridor range from 43050 to 46500 while the speed factor K is at a
  • Strand support length L 23 m in a corridor range of 52100 to 61900, preferably in a corridor range of 57000 to 61900, wherein for determining
  • preferably in a corridor range from 40600 to 44100, while the speed factor K at a
  • Strand support length L 23 m in a corridor range of 48900 to 59000, preferably in a corridor range of 53950 to 59000, wherein for determining
  • the detailed / refined choice of the speed factor is in addition to the strand support length in particular from
  • proposed speed factors K allows optimal utilization of the casting heat contained in the strand for the subsequent rolling process and an optimization of the material throughput and thus a productivity advantage (with operational decrease of the casting speed, the strand thickness can be increased and thereby the material throughput can be increased).
  • Claim 19 is directed to a system for carrying out the method according to the invention for the continuous or semi-continuous production of steel hot strip, comprising a casting machine with a mold, a downstream of this strand guide device, one of these downstream
  • a finishing train wherein the strand guiding device comprises a lower series of guide elements and a parallel or converging arranged upper series of guide elements and between the two guide elements series for receiving the strand emerging from the casting strand provided receiving shaft is formed, which by forming different distances opposite guide elements is tapered to each other at least in sections in the transport direction of the strand and thereby the strand is Dickenreduzierbar.
  • the clear receiving width of the receiving shaft at its inlet area facing the mold is between 105 and 130 mm, preferably between 115 and 125 mm
  • Receiving shaft at its forward of the roughing end facing one of the strand thickness of the strand corresponding clear Receiving width between 85 and 120 mm, preferably between 95 and 115 mm, wherein a between the casting level of the caster and the Vorwalzides facing the end of the receiving shaft of the strand guide device measured strand support length is greater than or equal to 18.5 m,
  • a control device is provided, by means of which the casting speed v c of the strand 3 in a range between 3.8 - 7 m / min is durable.
  • Pre-rolling mill comprises four or five roughing stands.
  • Cooling device however, a thermal cover is provided which surrounds a transport device provided for transporting the strand at least in sections, and thus delays cooling of the strand.
  • preferably with a thickness of 4 to 10 mm can be generated.
  • Heating device as inductive transverse field heating furnace is formed, by means of which the strand, starting at a temperature above 770 ° C, preferably above 820 ° C to a temperature of at least 1110 ° C,
  • Prefabricated rolling mill comprises four or five finishing mills, by means of which emerging from the roughing mill
  • Intermediate band can be reduced to an end band with a thickness of ⁇ 1.5 mm, preferably ⁇ 1.2 mm.
  • Thickness reduction of the strand certain guide elements (gap) are adjustable and thus a light
  • Recording width is adjustable depending on the material of the strand and / or the casting speed.
  • Mold facing front quarter of the longitudinal extent of the strand guide device are arranged. At least during the first two rolling passes the
  • Vorwalzgerüstes the roughing mill is arranged a maximum of 7 m, preferably a maximum of 5 m after the end of the strand guiding device.
  • Fig.l is a schematic representation of an inventive system for continuous or semi-continuous production of steel hot strip in side view
  • FIG. 2 shows a detailed representation of a strand guiding device of the system from FIG. 1 in a vertical sectional view
  • Fig. 6 is a process diagram of an inventive
  • Fig.l shows schematically a plant 1, by means of which a method according to the invention for the continuous or semi-continuous production of steel hot strip is feasible.
  • Mold 2 are cast in the strands 3, which is a
  • the mold 2 is preceded by a pan 35, which feeds a distributor 36 with liquid steel via a ceramic inlet nozzle.
  • the distributor 36 subsequently charges the mold 2, to which a strand guiding device 6 adjoins.
  • a rough rolling 4 which may consist of a - as here - or of several scaffolds and in which the strand 3 is rolled to an intermediate thickness.
  • a rough rolling 4 which may consist of a - as here - or of several scaffolds and in which the strand 3 is rolled to an intermediate thickness.
  • the transformation of cast structures into fine-grained rolling structures takes place.
  • the system 1 further comprises a number of components not shown in FIG.
  • the severing devices for example in the form of high-speed shears, can be arranged at any position of the plant 1, in particular between the rough rolling mill 4 and the finishing train 5 and / or in a downstream region of the finishing train 5.
  • the heater 7 is designed in the present embodiment as an induction furnace.
  • a transverse field heating induction furnace is used, which the plant 1 particularly
  • the heater 7 could also as
  • the intermediate band 3 ' is relatively uniform over the cross section to a desired
  • Inlet temperature for the inlet brought into the finishing train 5 wherein the inlet temperature usually depending on the steel grade and subsequent rolling in the
  • Finishing mill 5 is between 1000 ° C and 1200 ° C.
  • a strand 3 is used with a casting plant 2 (in FIGS. 1-3, a mold of the casting plant is shown)
  • Strand 3 is added in the liquid core reduction (LCR) process by means of strand guiding device 6
  • liquid cross-sectional core to a strand thickness d between 85 and 120 mm, preferably reduced to a strand thickness between 95 and 115 mm.
  • Caster 2 and one of the roughing train 4 facing the end 14 of the strand guide device 6 measured strand support length L is greater than or equal to 18.5 m, preferably is the
  • Strand support length L in a range between 18.7 (even better 20.1) and 23 m. A measured during stationary continuous operation of the plant
  • Casting speed v c of the strand 3 is in this case in a range of 3.8 - 7 m / min.
  • the strand support length L is in this case between the meniscus 13 of the mold or the casting plant 2 and the axis of the last, a Vorwalz Sounds 4 facing role one and below in more detail described upper shalls shame- Series 10 measured (considered in a side view of the Appendix 1 in parallel to the axes of the rollers viewing direction according to Fig.l). With exact measurement, the strand support length L is at a
  • Broad side of the strand 3 or the strand support length L is in 2 a concentric to the strand support length L.
  • Production quality to a desired intermediate thickness before and subsequently can also be finish-rolled, be
  • Rolling passes take place within a maximum of 80 seconds, preferably within a maximum of 5 seconds.
  • the first rolling pass of the roughing train 4 within a maximum of 7 minutes, preferably within a maximum of 6.2 minutes from Start of solidification of located in the caster 2 liquid extruded steel takes place. Ideally, the first rolling pass takes place in the roughing mill 4 within
  • the surface of the strand 3 has in this area on average a temperature> 1050 ° C, preferably> 1000 ° C on.
  • a preferably hinged thermal cover is provided between the end 14 of the strand guide device 6 and the first roughing stand 4i in order to keep the heat as possible in the strand 3.
  • the thermal cover surrounds one intended for the transport of the strand 3, usually as
  • Roller conveyor running at least
  • the thermal cover can surround the conveying device from above and / or from below and / or laterally.
  • Pre-rolling stand 4i the roughing mill maximum 6 m, preferably a maximum of 5, ideally not more than 4 m after the end 14 of the strand guiding device 6 is arranged.
  • Distances are in each case from the center of the first roughing stand 4 1 or from the work roll axis
  • Cooling rate of a maximum of 2.5 K / m takes place.
  • Cooling rate is due to heat radiation and / or - convection of the intermediate band and is by an appropriate choice of thermal boundary conditions (covers, tunnels, cold air, humidity, etc.) and
  • Vorwalz No. 4 leaked intermediate band 3 'by means of an inductive heating device 7, preferably in
  • Transverse field heating method starting at a temperature above 770 ° C, preferably above 820 ° C,
  • the heating of the intermediate strip 3 'takes place within a period of 4 to 25 seconds, preferably within a period of 5 to 13 seconds.
  • Vorwalz No. 4 it is provided that a when exiting the casting plant 2 or when entering the
  • Strand guiding device 6 100 mm thick strand 3, which in the roughing mill 4 to an intermediate band 3 'with a
  • Thickness of 7 mm is reduced after 360 seconds at the latest, preferably after 340 seconds at the latest from the casting plant 2 in the inductive heating device. 7
  • Strand guiding device 6 115 mm thick strand 3, which is reduced in the roughing mill 4 to an intermediate band 3 'with a thickness of 7.8 mm, at the latest after 480
  • Heating device 7 is introduced.
  • Prefabricated rolling train 5 is preferably carried out in four rolling passes, ie using four finishing stands 5i, 5 2 , 5 3 , 5 4 or in five rolling passes, ie using five
  • a method according to the invention is also a rolling
  • finishing mills 5i, 5 2 , 53, 5 4 , 5s are each under
  • Reel temperature between 500 ° C and 750 ° C, preferably cooled to 550 ° C and 650 ° C and coiled into a bundle.
  • Each guide element of the lower guide element series 9 is an opposite guide element of the upper
  • Guide elements series 10 assigned.
  • the guide elements are thus arranged in pairs on both sides of the broad sides of the strand 3.
  • a receiving shaft 11 provided for receiving a strand 2 emerging from the casting installation 2 is formed, which is at least partially tapered by forming different distances between opposing guide elements 9, 10 in the transport direction of the strand 3 and thereby the strand 3 thickness reducible.
  • the guide elements 9, 10 are designed as rotatably mounted rollers.
  • the upper and lower guide element or roller series 9, 10 can in each case in turn be subdivided into (sub) series of specific rollers with different diameters and / or axial distances.
  • the guide elements of the upper guide elements series 10 are selectively depth adjustable or can be connected to the Guide elements of the lower guide elements series 9 can be approximated. An adjustment of the guide elements of the upper guide elements series 10 and thus a change of the clear receiving cross-section 12 of
  • Strand guiding device 6 may e.g. by means of a
  • clear receiving width 12 of the receiving shaft 11 of the strand guiding device 6 measured opposite upper and lower guide elements could e.g. be reduced from 115 mm to a range between 90 and 105 mm.
  • the strand 3 e.g. three to eight guide elements (pairs) of one of the mold 2 facing - but not necessarily adjoining the mold 2 - first guide segment 16 'adjustable.
  • several juxtaposed guide segments 16 can be used for LCR thickness reduction, which connect directly or indirectly to the mold.
  • the strand thickness d or the clear receiving width 12 is dependent on the material of the strand 3 and / or in
  • the adjustment of the respective guide elements 9, 10 takes place in a direction substantially orthogonal to the transport direction of the strand extending direction, wherein both the upper Guide elements 10 and the lower guide elements 9 can be adjustable.
  • upper guide elements 10 are hinged to corresponding support members 17, which are preferably hydraulically adjustable.
  • the adjustable guide elements 9, 10 are preferably in a casting plant 2 facing the front half,
  • Pickup width 12 may be quasi-static, i.
  • Strand guiding device 6 as often as desired, using a explained below with reference to Figure 6 relationship as a guideline changed.
  • Strand support lengths L can be achieved.
  • the casting speed in the unit [m / min] is plotted, while on the abscissa, the strand thickness in the unit [mm] is plotted.
  • They are approximately parabolic lines 20a, 20b, 21a, 21b, 22a, 22b, 23a, 23b, 24a and 24b
  • the lines 20a and 20b correspond to a strand support length L of 15.2 m, where line 20a is based on a different material-specific (global) solidification factor k than line 20b and therefore these two related lines
  • the solidification factor k carries the unit [mm / Vmin] and is for objectively relevant steel grades between 24-27 mm / Vmin, preferably between 25 and 26 mm / Vmin.
  • the lines 21a and 21b correspond to a strand support length L of 17.5 m, the lines 21a and 21b analogous to the
  • Lines 20a and 20b turn a different one
  • Solidification factor k is based.
  • the lines 22a and 22b correspond to a preferred strand support length L of 18.5 m according to the invention and again differ only with respect to a specific strand support length L of 18.5 m
  • the lines 23a and 23b correspond to a particularly preferred strand support length L of 20 m and according to the invention differ again in terms of a specific
  • the lines 24a and 24b correspond to a particularly preferred strand support length L of 21.6 m according to the invention and also differ with respect to a specific strand support length L of 21.6 m
  • the strand support length L is not to be reduced to a specific value such as 18 m, for example, but it has been found that strand support lengths L, which are greater than 17.5 m (and preferably less than 23 m) already allow a significant increase in capacity over known systems.
  • Strand support length L of 22 m (which essentially corresponds to the lines 24a and 24b), a generic system 1 for producing jet heating belt can reach a production capacity of about 3.8 million tons per year (mtpy), compared to systems according to the prior Technology means a big boost.
  • FIG. 6 illustrates the relationship between the strand thickness d and the casting speed v c , wherein an adjustment of (target) casting speeds v c or (target) strand thickness d can be determined using speed factors K proposed according to the invention.
  • Strand thickness d in connection with the casting speed v c is determined by the formula stored in a facility:
  • v c [K_lowerLimit ... K_upperLimit] / d 2 produced.
  • the following information refers to a stationary continuous operation of the system, including in the present Connection operating phases are understood with a period> 10 minutes, during which the casting speed v c (in contrast to, for example, a Ang manphase) remains substantially constant.
  • the choice of the speed factor K is in addition to the
  • Strand support length L in particular depending on the C content of the cast steels or on their cooling characteristics.
  • Fast-setting steel grades allow the system to operate at relatively high casting speeds v c , while lower casting speeds v c are to be selected for slower-setting steel grades in order to prevent bulging and bursting of the strand in the area of the swamp tip.
  • the following tables refer to strands cast steel grades that are "hard” to cool, ie quickly solidify and the
  • a strand support length-specific corridor range is determined by one of the following tables
  • the choice of the speed factor K is dependent on the strand length L of the support and of the grade of steel, in particular from the carbon content of the cast steel, the solidification ⁇ or Umwandlungs plausibleisitik whose strength or
  • the strand 3 is on this in the field of strand guiding device 6 (between the lower end of the
  • An injection device comprising any number of spray nozzles arranged in any desired configuration (e.g., behind and / or beside and / or between the guide elements 9, 10)
  • Cooling ⁇ 2.5 liters (preferably 1-2.2 liters) of coolant per kg of extruded steel.
  • Design and boundary conditions of the sprayer and the strand guide device 6 could be applied to realize a hard cooling 3 to 4 liters, to realize a medium-hard cooling 2 to 3 liters and to realize a soft cooling l, up to 2 liters of coolant per kg of extruded steel.
  • Table l provided that for hard-to-cool strand steels, i. with application of 3 to 4 liters of coolant per kg of extruded steel, the relationship of measured in [mm]
  • Strand support lengths L is an interpolation between the corridor areas listed above (to obtain another corridor area not shown in the tables) feasible. For example, for a strand support length L of 21.5 m for steel grades with a C content ⁇ 0.16% and relatively hard cooling, a corridor range of 51600 to 60300 results. Interpolation between the corridor regions takes place in a substantially linear manner.
  • L max is also a
  • Strand support length L 23 m from a corridor range of 52100 to 61900. According to Table 3, we recommend for soft to cool
  • Pre-rolling line 4 strand thickness d in the unit [mm], on the ordinate the casting speed in the unit [m / min].
  • the curves 28, 29 and 30 apply to strand support lengths
  • characteristic 28 corresponds to one Speed factor K of 48900 and characteristic 31 a speed factor K of 60300.
  • the curves 28 and 31 thus correspond to rapidly solidifying steel grades, which allow high casting speed and heat dissipation in compliance with standardized quality criteria.
  • Strand support length L applicable characteristics (for
  • the steel grades corresponding to the characteristic curves 32 and 33 are not so "hard” due to their slower solidification, i.e. not as quickly coolable as one of the characteristic curve 31
  • the grades 29 and 30 corresponding steel grades are not as cool as a corresponding characteristic 28 steel grade.
  • the cooling rate significantly determines the position of the sump tip within the strand 3.
  • Casting speed ranges are to be avoided in order to avoid
  • the characteristics 28-31 represent limit casting speed curves for
  • Strand guiding device 6 ie as close to the entrance to the roughing mill 4, whereby an optimal exploitation of Casting heat is ensured for the subsequent rolling process. If, as shown by way of example by arrow 31 ', the casting speed v c is reduced to 5 m / min for operational reasons, the strand thickness d would have to be raised to approximately 110 mm in accordance with arrow 31 "in order to continue the sump tip of the strand 3 at the end of
  • the strand thickness d must be correspondingly reduced.
  • these may be, for example, irregularities in the area of the slide or mold, in particular at the bath level of the mold or deviations in the line temperature from predetermined values, detected by sensors.
  • a change in the strand thickness d can be effected by a previously described dynamic LCR thickness reduction by means of the LCR guide segment 16 '.
  • Corridor area to reach again.
  • the main parameter of the plant the strand thickness d or the
  • Casting speed v c starting from a desired strand thickness d a corresponding target casting speed v c can be selected or it can be based on a
  • the strand thickness d can be increased as the casting speed v c decreases, thereby increasing the material throughput and thus

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband, welches ausgehend von einem durch eine Strangführungsvorrichtung (6) geführten Strang (3) in einer vorzugsweise mindestens viergerüstigen Vorwalzstraße (4) zu einem Zwischenband (3') und in weiterer Folge in einer Fertigwalzstraße (5) zu einem Endband (3'') gewalzt wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein in einer Kokille (2) gegossener Strang (3) im Liquid-Core-Reduction (LCR-) Verfahren mittels der anschließenden Strangführungsvorrichtung auf eine Dicke zwischen 85 und 120 mm, vorzugsweise auf eine Dicke zwischen 95 und 115 mm reduziert wird, wobei eine zwischen dem Meniskus (13), d.i. der Badspiegel der Kokille (2) und einem der Vorwalzstraße (4) zugewandten Ende (14) der Strangführungsvorrichtung (6) gemessene Strangstützlänge (L) größer oder gleich 18,5 m ist, wobei eine Gießgeschwindigkeit (vc) in einem Bereich von 3,8 - 7 m/min liegt und wobei Stränge (3) mit unterschiedlichen Strangdicken (d) in Abhängigkeit bestimmter Gießgeschwindigkeiten gegossen werden. Unter Einsatz der erfindungsgemäßen Gießparameter wird einerseits eine hohe Fertigungsgüte gewährleistet, andererseits werden außerordentlich hohe Fertigungskapazitäten erzielt.

Description

Beschreibung
Energie- und ausbringungsoptimiertes Verfahren und Anlage zur Erzeugung von Stahlwarmband
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband, welches ausgehend von einem durch eine
Strangführungsvorrichtung geführten Strang in einer
Vorwalzstraße zu einem Zwischenband und in weiterer Folge in einer Fertigwalzstraße zu einem Endband gewalzt wird, gemäß Anspruch 1 sowie eine dazu korrespondierende Anlage zur
Durchführung dieses Verfahrens gemäß Anspruch 22.
Man spricht von kontinuierlicher Herstellung oder
„Endloswalzen", wenn eine Gießanlage so mit einer Walzanlage verbunden ist, dass der in einer Kokille der Gießanlage gegossene Strang direkt - ohne Abtrennung vom gerade
gegossenen Strangteil und ohne Zwischenlagerung - in eine Walzanlage geführt und dort auf eine jeweils gewünschte
Enddicke gewalzt wird. Der Beginn des Stranges kann also schon zu einem Stahlband auf die Enddicke fertig gewalzt sein, während die Gießanlage weiterhin an dem gleichen Strang gießt, also gar kein Ende des Stranges existiert. Man spricht auch von direkt gekoppeltem Betrieb oder Endlos-Betrieb der Gieß- und Walzanlage.
Beim der semikontinuierlichen Herstellung bzw. „Semi- Endloswalzen" werden die gegossenen Stränge nach dem Gießen geteilt und die abgeteilten Stränge bzw. Brammen ohne
Zwischenlagerung und Abkühlung auf Umgebungstemperatur der Walzanlage zugeführt. Der aus der Kokille der Gießanlage austretende Strang
durchläuft zunächst eine unmittelbar an die Kokille
anschließende Strangführungsvorrichtung. Die auch als
„Strangführungskorsett" bezeichnete Strangführungsvorrichtung umfasst mehrere (üblicherweise drei bis sechs)
Führungssegmente, wobei jedes Führungssegment ein oder mehrere (üblicherweise drei bis zehn) Paare an vorzugsweise als Strangstützrollen ausgeführten Führungselementen umfasst. Die Stützrollen sind um eine orthogonal zur Transportrichtung des Stranges verlaufende Achse drehbar.
Anstelle von Strangstützrollen können einzelne
Führungselemente auch als statische, z.B. kufenförmige
Bauteile ausgeführt sein.
Unabhängig von der konkreten Ausführung der Führungselemente sind diese beiderseits der Strangbreitseiten angeordnet, sodass der Strang durch obere und untere Führungselemente- Serien geführt und zu einer Vorwalzstraße befördert wird.
Genau gesehen wird der Strang nicht nur durch die
Strangführungsvorrichtung gestützt, sondern auch schon durch einen unteren Endbereich der Kokille, weshalb man die Kokille auch als Teil der Strangführungsvorrichtung ansehen könnte.
Die Strangerstarrung beginnt am oberen Ende der
(Durchlauf- ) kokille am Badspiegel, am sogenannten „Meniskus", wobei die Kokille typischerweise ca. Im lang ist (0,3 - 1 , 5m) .
Der Strang tritt vertikal nach unten aus der Kokille aus und wird in die Horizontale umgelenkt. Die
Strangführungsvorrichtung weist daher einen im Wesentlichen über einen Winkelbereich von 90° gekrümmten Verlauf auf. Der aus der Strangführungsvorrichtung austretende Strang wird in der Vorwalzstraße (HRM, High-Reduction Mill)
dickenreduziert, das dabei entstehende Zwischenband wird mittels einer Heizeinrichtung erwärmt und in einer
Fertigwalzstraße fertig gewalzt. In der Fertigwalzstraße wird warm gewalzt, das heißt, dass das Walzgut beim Walzen eine Temperatur oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur aufweist. Bei Stahl ist dies der Bereich oberhalb von etwa 750°C, üblicherweise wird bei Temperaturen bis zu 1200°C warm gewalzt.
Beim Warmwalzen von Stahl befindet sich das Metall meist im austenitischen Zustand, wo die Eisenatome kubisch
flächenzentriert angeordnet sind. Man spricht dann von Walzen im austenitischen Zustand, wenn sowohl die Anfangs- als auch die Endwalztemperatur im Austenitgebiet des jeweiligen Stahls liegen. Das Austenitgebiet eines Stahls ist abhängig von der Stahlzusammensetzung, liegt aber in der Regel über 800°C.
Maßgebliche Parameter beim Herstellungsprozess von
Stahlwarmband aus Gieß-Walz-Verbundanlagen sind die
Gießgeschwindigkeit, mit der der Strang die Kokille verlässt (und die Strangführungsvorrichtung durchläuft) sowie der Massedurchsatz bzw. Volumenstrom, welcher als Produkt der Gießgeschwindigkeit mit der Dicke des Stranges angegeben wird und üblicherweise die Einheit [mm*m/min] trägt. Die produzierten Stahlbänder werden unter anderem für
Kraftfahrzeuge, Haushaltsgeräte und das Bauwesen
weiterverarbeitet .
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist das kontinuierliche und
semikontinuierliche Herstellen von Stahlwarmbändern bereits bekannt. Aufgrund der Kopplung von Gießanlage und Walzanlage stellt die Beherrschung sämtlicher Anlagenparameter eine hohe prozesstechnische Anforderung dar. Modifikationen beim Gieß- und Walzprozess, insbesondere durch Änderung der
Gießgeschwindigkeit in Kombination mit der Strangdicke sowie eines Werkstoffspezifischen und über eine Abkühlung
aussteuerbaren Erstarrungskoeffizienten haben eine
beträchtliche Auswirkung auf die Fertigungsgüte und
Energieeffizienz der Anlage.
Gattungsgemäße Verfahren bzw. Anlagen sind z.B. aus EP 0 415 987 Bl, EP 1 469 954 Bl und DE 10 2007 058 709 AI und WO 2007/086088 AI bekannt.
Bedeutende Fortschritte in der Warmwalztechnik wurden
insbesondere von der Acciaieria Arvedi S.p.A. erzielt, welche ein auf der ISP-Technologie (In-line Strip Production) basierendes Dünnbrammen-Endlosverfahren unter dem Namen
Arvedi ESP (Endless Strip Production) entwickelt hat.
Bei diesem ESP-Verfahren werden der Guss- und der Walzvorgang in besonders vorteilhafter Weise miteinander verbunden, sodass ein nachfolgendes Kaltwalzen für viele
Stahlwarmbandgüten nicht mehr erforderlich ist. Bei solchen Stahlwarmbandgüten, bei welchen ein nachfolgendes Kaltwalzen weiterhin erforderlich ist, kann die Anzahl der Walzgerüste gegenüber konventionellen Walzwerken reduziert werden.
Eine z.B. in der Rolling & Processing Conference '08
(September) veröffentlichte und in Cremona, Italien
installierte ESP-Anlage zur Stahlwarmbanderzeugung der Fa. Arvedi umfasst eine an eine Stranggießanlage anschließende Vorwalzstraße mit drei Vorwalzgerüsten, zwei Band- Abtrennvorrichtungen, einen Induktionsofen zur
Zwischenerwärmung des vorgewalzten Zwischenbandes, gefolgt von einer Fertigwalzstraße mit fünf Fertigwalzgerüsten. Das aus der Vorwalzstraße austretende Endband wird in einer
Kühlstrecke gekühlt und mittels dreier Unterflurhaspeln zu Bandrollen mit einem Gewicht von bis zu 32 Tonnen
aufgewickelt. Den Unterflurhaspeln ist eine
Abtrennvorrichtung in Form einer Schnellschere vorgelagert. Abhängig von den Stahlsorten und der Stärke des gewalzten Stahlbands liegt die Produktionskapazität dieser
einsträngigen Produktionslinie bei etwa 2 Millionen Tonnen pro Jahr (mtpy) . Diese Anlage ist etwa auch in folgenden Veröffentlichungen beschrieben: Hohenbichler et al : „Arvedi ESP - technology and plant design", Millenium Steel 2010, 1. März 2010, Seiten 82-88, London, und Siegl et al : „Arvedi ESP - First Tin Slab Endless Casting and Rolling Results", 5th European Rolling Conference, London, 23. Juni 2009. Als nachteilig erweist sich insbesondere eine zu kurze
Strangstützlänge von 17 m, das ist jener genauer als
„metallurgische Länge" bezeichneter Abstand zwischen dem Ausgussbereich der Kokille, genau gesagt zwischen dem als „Meniskus" bezeichneten Badspiegel des flüssigen Stahls und dem der Vorwalzstraße zugewandten Ende der
Strangführungsvorrichtung .
Wie bereits eingangs beschrieben, bildet die
Strangführungsvorrichtung zwischen den Führungselementen bzw. den Strangstützrollen einen zum Teil gekrümmten
Aufnahmeschacht zur Aufnahme des frisch gegossenen (noch einen flüssigen Kern aufweisenden) Stranges aus.
Als Ende der Strangführungsvorrichtung wird somit im
vorliegenden Zusammenhang die zur Strangkontaktierung
vorgesehene führungsaktive Fläche bzw. Mantellinie des letzten der Vorwalzstraße zugewandten Führungselementes bzw. der letzten Stützrolle der oberen Führungselemente-Serie verstanden . Mit zunehmender Entfernung vom Meniskus kühlt der in der Strangführungsvorrichtung geführte Strang bzw. das in seiner Ausgangsform befindliche Stahlband immer mehr ab. Jener innere Bereich des Stranges, welcher noch flüssig bzw. von teigig-sumpfiger Konsistenz ist, wird im Folgenden als
Flüssigsumpf bezeichnet. Eine kokillenfernere „Sumpfspitze" des Flüssigsumpfes ist als jener zentrische
Querschnittsbereich des Stranges definiert, in welchem die Temperatur gerade noch im Wesentlichen der Stahl- Solidustemperatur entspricht und anschließend unter diese abfällt. Die Temperatur der Sumpfspitze entspricht daher der Solidustemperatur der jeweiligen Stahlsorte (typischerweise zwischen 1300 °C und 1535°C.
Das Walzen eines komplett durcherstarrten bzw. kühleren
Gießstranges erfordert einen wesentlich höheren
Energieaufwand als das Walzen eines Gießstranges mit heißem Querschnittskern .
Für Volumenströme unterhalb von 380-400 mm*m/min fand bisher im ISP- oder ESP-Verfahren lediglich eine diskontinuierliche Herstellung („batch-Betrieb") statt.
Aus dem Stand der Technik bekannte CSP (Compact Strip
Production) Verfahren arbeiten bei Strangdicken von 45-65 mm ebenfalls mit Volumenströmen unterhalb von ca. 400 mm*m/min unter Einsatz eines Rollenherdofens mit einer Länge von
250 m und mehr, wobei ausschließlich eine diskontinuierliche Herstellung („batch-Betrieb") oder eine semikontinuierliche Herstellung stattfindet. Bei letzterer werden 3-6 abgetrennte (nicht mehr mit der Gießanlage bzw. Kokille verbundene) Stränge bzw. Brammen endlos verwalzt. In der EP 0 889 762 Bl wird zum endlosen Gießen und Walzen von Warmband ein Volumenstrom > 0,487 mm2/min (umgerechnet auf die eingangs erwähnte gebräuchliche Einheit: >487
mm*m/min) vorgeschlagen. Ein Gießen mit solch hohem
Volumenstrom bei verhältnismäßig geringer Strangdicke erweist sich jedoch für viele Stahlsorten als zu schnell, um eine hinreichende Fertigungsqualität gewährleisten zu können.
Darstellung der Erfindung
Im Zuge zunehmenden Kosten- und Fertigungsdruckes wird eine Kapazitätssteigerung der Anlage bei gleichzeitiger weiterer Optimierung der Fertigung von Stahlwarmband für eine Vielzahl an Stahlgüten, Kühlparametern und Strangdicken angestrebt.
Auch die Energieeffizienz gattungsgemäßer Anlagen zur
Herstellung von Stahlwarmband soll gesteigert und dadurch eine wirtschaftlichere Fertigung ermöglicht werden. Um die Gießhitze während des Fertigungsprozesses von
Warmbandstahl optimal auszunutzen, soll es gewährleistet sein, dass die Sumpfspitze, d.i. der gerade noch teigig¬ flüssige Querschnittskern des in der
Strangführungsvorrichtung transportierten Stranges sich stets möglichst fernab der Kokille und möglichst nahe am Ende der Strangführungsvorrichtung und somit möglichst nahe am
Eintritt in die Vorwalzstraße befindet.
Bei dieser Aufgabe ist zu berücksichtigen, dass sich in
Abhängigkeit eines materialspezifischen Erstarrungsfaktors und einer jeweils eingestellten Strangdicke die
Gießgeschwindigkeit bzw. der die Strangführungsvorrichtung passierende Volumenstrom auch nicht zu groß sein dürfen, da in solchem Falle ein Hinausverlagern der Sumpfspitze über die Strangführungsvorrichtung hinaus und somit ein Aufblasen und Ausbauchen des Stranges bzw. des Stahlwarmbandes zu
stattfinden könnte. Die genannten Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.
Ein Verfahren zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband, welches ausgehend von einem durch eine Strangführungsvorrichtung geführten Strang in einer Vorwalzstraße zu einem Zwischenband und in weiterer Folge in einer Fertigwalzstraße zu einem Endband gewalzt wird ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass ein in einer Gießanlage gegossener Strang eine Strangdicke zwischen 105 und 130 mm, vorzugsweise eine Strangdicke zwischen 115 und 125 mm, aufweist und im Liquid-Core-Reduction (LCR-)
Verfahren mittels der anschließenden
Strangführungsvorrichtung bei flüssigem Querschnittskern des Stranges auf eine Dicke zwischen 85 und 120 mm, vorzugsweise auf eine Dicke zwischen 95 und 115 mm reduziert wird, wobei eine zwischen dem Meniskus, d.i. der Gießspiegel der
Gießanlage und einem der Vorwalzstraße zugewandten Ende der Strangführungsvorrichtung gemessene Strangstützlänge größer oder gleich 18,5 m beträgt, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 18,7 und 23 m, besonders bevorzugt zwischen 20,1 und 23 m, liegt, und wobei eine Gießgeschwindigkeit vc in einem Bereich von 3,8 - 7 m/min liegt. Dabei werden die Stränge mit unterschiedlichen Strangdicken in Abhängigkeit folgender Gießgeschwindigkeiten gegossen:
- bei Gießgeschwindigkeiten zwischen 3,8 und 5,0 m/min mit 100 - 120 mm Strangdicke, vorzugsweise mit 110 bis 120 mm Strangdicke,
- bei Gießgeschwindigkeiten zwischen 5, 0 und 5, 9 m/min mit 85 - 110 mm Strangdicke, vorzugsweise mit 95 bis 110 mm
Strangdicke,
- bei Gießgeschwindigkeiten größer oder gleich 5, 9 m/min mit maximal 102 mm Strangdicke. Durch Einsatz dieser erfindungsgemäßen Gießparameter wird einerseits eine hohe Fertigungsgüte gewährleistet, indem die Sumpfspitze des Stranges unabhängig von jeweiligen
materialgüteabhängigen Maximalgießgeschwindigkeiten immer bis nahe an das Ende der Strangführungsvorrichtung heranreicht, andererseits wird eine außerordentlich hohe
Fertigungskapazität erzielt.
Das Stahlband weist während seiner Dickenreduzierung in der der Strangführungsvorrichtung nachgelagerten Vorwalzstraße einen ausreichend heißen Querschnittskern auf, um mit relativ geringem Energieaufwand gewalzt zu werden.
Der Energieaufwand beim Walzen von Stahlwarmband wird somit wesentlich verringert und die Effizienz gattungsgemäßer
Anlagen gesteigert. Berechnungen haben ergeben, dass bei Einsatz
erfindungsgemäßer Gießparameter bei Strängen zw. 1400 und 1850 mm Breite eine Fertigungskapazität von mehr als 3
Millionen Tonnen pro Jahr (mtpy) möglich sind, was gegenüber Anlagen bzw. Verfahren gemäß dem Stand der Technik eine große Steigerung bedeutet und eine deutlich wirtschaftlichere
Fertigung von Stahlwarmband ermöglicht, jedoch ohne
Qualitätseinbußen zu riskieren. Mittels eines
erfindungsgemäßen Verfahrens sind auch Stahlgüten
verarbeitbar, welche sich für einen kontinuierlichen bzw. endlosen Herstellungsprozess lt. bis dato herrschender
Fachmeinung gar nicht geeignet haben.
Um das erfindungsgemäße Verfahren weiter zu optimieren, wurden durch Berechnungen und Versuchsanordnungen spezielle Verfahrensparameter ermittelt, welche hinsichtlich
Fertigungsqualität und Energieeffizienz einen beutenden
Fortschritt in der Herstellung von Stahlwarmband ermöglichen. Gemäß der Erfindung ist es vorgesehen, dass Stränge mit unterschiedlichen Strangdicken in Abhängigkeit folgender Gießgeschwindigkeiten gegossen werden:
- bei Gießgeschwindigkeiten zwischen 3,8 und 5,0 m/min mit 100 - 120 mm Strangdicke, vorzugsweise mit 110 bis 120 mm
Strangdicke,
- bei Gießgeschwindigkeiten zwischen 5, 0 und 5, 9 m/min mit 85
- 110 mm Strangdicke, vorzugsweise mit 95 bis 110 mm
Strangdicke,
- bei Gießgeschwindigkeiten größer oder gleich 5, 9 m/min mit maximal 102 mm Strangdicke.
Durch eine solche Einstellung entsprechender Strangdicken in Abhängigkeit jeweiliger (stahlspezifischer) maximaler
Gießgeschwindigkeiten wird gewährleistet, dass die
Sumpfspitze des Stranges - mit Ausnahme der Angießphase - immer einigermaßen nahe am Ende der Strangführungsvorrichtung gehalten und dadurch die Gießhitze zur Effizienzsteigerung nachfolgender Walzprozesse optimal ausgenutzt werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass in der Vorwalzstraße ein Vorwalzen des Stranges zu einem Zwischenband in mindestens vier Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier
Vorwalzgerüsten, vorzugsweise in fünf Walzstichen, d.h. unter Einsatz von fünf Vorwalzgerüsten erfolgt. Während bei Verfahren gemäß dem Stand der Technik meist ein Vorwalzen des Stranges in drei Walzstichen erfolgt, kann durch eine erfindungsgemäße Vornahme von vier oder fünf Walzstichen die Energieeffizienz des Walzverfahrens weiter gesteigert werden. Indem vier oder fünf Walzstiche in
möglichst rascher Abfolge durchgeführt werden, wird die noch im Strang befindliche Gießhitze optimal ausgenutzt. Des
Weiteren wird bei Vornahme von vier oder fünf Walzstichen, beinahe unabhängig von der Ausgangsdicke des Gießstranges, ein sehr enger Dickenbereich des Zwischenbandes (zwischen 3 und 15 mm, bevorzugt zwischen 4 und 10 mm) erzielt, sodass eine der Vorwalzstraße nachgeordnete Heizeinrichtung, z.B. ein induktiver Querfelderwärmungsofen, exakt auf einen spezifischen Dickenbereich des Zwischenbandes ausgelegt werden kann. Energieverluste durch eine zu große
Dimensionierung der Aufnahme der Heizeinrichtung können somit vermieden werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die in der Vorwalzstraße erfolgenden vier oder fünf Walzstiche innerhalb von längstens 80 Sekunden, vorzugsweise innerhalb längstens 5 Sekunden erfolgen .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Walzstich in der Vorwalzstraße innerhalb von längstens 7 Minuten, vorzugsweise innerhalb von längstens 6,2 Minuten ab Erstarrungsbeginn des in der Gießanlage befindlichen flüssigen Strangstahls
erfolgt. Idealerweise erfolgt der erste Walzstich in der Vorwalzstraße innerhalb von längstens 5, 8 Minuten, dies auch bei Gießgeschwindigkeiten im Bereich von 4 m/min.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass zwischen dem Ende der
Strangführungsvorrichtung und einem Einlaufbereich der
Vorwalzstraße lediglich eine durch die Umgebungsbedingungen in Form natürlicher Konvektion und Abstrahlung bedingte
Abkühlung des Stranges zugelassen wird, d.h. keine
artifizielle Kühlung des Stranges mittels einer
Kühlvorrichtung erfolgt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass in der Vorwalzstraße pro Walzstich eine Reduktion der Dicke des Stranges um 35-60 %, vorzugsweise um 40-55 % erfolgt. Bei einer Vorsehung von genau vier Walzgerüsten ergibt sich somit, dass ein
Zwischenband mit einer Dicke von etwa 3 bis 15 mm,
vorzugsweise mit einer Dicke von 4 bis 10 mm aus der
Vorwalzstraße 4 ausläuft.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Temperaturverlustrate des aus der Vorwalzstraße austretenden Zwischenbandes unterhalb von maximal 3 K/m, vorzugsweise unterhalb von maximal 2,5 K/m liegt. Denkbar wäre auch eine Realisierung von Temperaturverlustraten < 2 K/m. Eine solche
Temperaturverlustrate erfolgt durch Wärmeabstrahlung und/oder -konvektion vom Zwischenband und ist durch eine entsprechende Wahl der thermischen Randbedingungen (Abdeckungen, Tunnel, Kaltluft, Luftfeuchtigkeit, ...) und Transportgeschwindigkeit bzw. Massenstrom steuerbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Erwärmung des aus der Vorwalzstraße ausgetretenen Zwischenbandes mittels einer induktiven Heizeinrichtung, vorzugsweise im
Querfelderwärmungsverfahren, beginnend bei einer Temperatur oberhalb von 770°C, vorzugsweise oberhalb von 820°C auf eine Temperatur von mindestens 1110°C, vorzugsweise auf eine
Temperatur oberhalb von 1170°C erfolgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Erwärmung des
Zwischenbandes innerhalb einer Zeitspanne von 4 bis 25
Sekunden, vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von 5 bis 13 Sekunden erfolgt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei Vornahme von genau vier Walzstichen in der Vorwalzstraße vorgesehen ist, dass der Zeitverlauf zwischen dem ersten Walzstich und dem Einlauf in die Heizeinrichtung bei Zwischenbanddicken von 5-10 mm nicht länger als 105 Sekunden, vorzugsweise nicht länger als 70 Sekunden beträgt.
Bei Einhaltung dieser Parameter ergibt sich eine sehr
kompakte Anlage, bei welcher der Abstand der Heizeinrichtung zur Gießanlage bzw. zur Vorwalzstraße sehr gering gehalten ist, was einen thermischen Effizienzvorteil ermöglicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Fertigwalzen des erwärmten Zwischenbandes in der Fertigwalzstraße in vier Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier Fertigwalzgerüsten oder in fünf Walzstichen, d.h. unter Einsatz von fünf
Fertigwalzgerüsten zu einem Endband mit einer Dicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm erfolgt. Mittels eines
erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch ein Walzen auf
Enddicken von < 1 mm möglich.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die innerhalb der
Fertigwalzstraße durch die fünf oder vier Fertigwalzgerüste durchgeführten Walzstiche innerhalb einer Zeitspanne von maximal 16 Sekunden, vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von maximal 8 Sekunden erfolgen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung sind zur Liquid Core Reduction
(LCR- ) Dickenreduzierung des Stranges zu dessen Kontaktierung vorbestimmte Führungselemente der Strangführungsvorrichtung relativ zu einer Längsachse des Stranges ( quer- ) verstellbar, wobei eine Verstellung der Führungselemente in Abhängigkeit des Materials des Stranges und/oder der Gießgeschwindigkeit vorgenommen wird, um die Strangdicke um bis zu 30 mm zu vermindern .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es hierbei vorgesehen, dass die Strangdicke quasi-statisch, d.h. kurz nach Gießbeginn bzw. dem Angießen einer Gießsequenz, sobald der als „Strangkopf" bezeichnete, warme vordere
Strangendbereich die zur Dickenreduzierung vorgesehenen
Führungselemente passiert hat, einmalig eingestellt wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante kann es aber auch vorgesehen sein, dass die Strangdicke dynamisch einstellbar, d.h. während des Gießprozesses bzw. während des Durchgangs des Stranges durch die Strangführungsvorrichtung beliebig variierbar ist. Die dynamische Einstellung wird dann bevorzugt von der Betriebsmannschaft in Abhängigkeit der Stahlgüte und der aktuellen Gießgeschwindigkeit eingestellt, sofern sich diese nur fallweise ändert. Die LCR
Dickenreduzierung beträgt zwischen 0 und 30 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 20 mm.
In einer bevorzugten Aus führungs form der dynamischen
Anwendung von LCR kann diese Funktion auch von einer
automatisierten Einrichtung übernommen werden, insbesondere dann, wenn sehr häufige Dicken- oder
Geschwindigkeitsänderungen üblich oder erforderlich wären.
Der Zusammenhang der Einstellung der Strangdicke in
Zusammenhang mit der Gießgeschwindigkeit erfolgt mittels erfindungsgemäß vorgeschlagener Geschwindigkeitsfaktoren K, deren Auswahl in Abhängigkeit der Strangstützlänge und der Güte des Strangstahls erfolgt. Für den Geschwindigkeitsfaktor K sind jeweils
Korridorbereiche angegeben, innerhalb welcher ein
gießtechnischer Betrieb effizient und sinnvoll durchführbar ist . Die Abkühlcharakteristik jeweiliger Stahlgüten hat großen Einfluss auf die Position der Sumpfspitze innerhalb des Stranges. Schnell erstarrende Stahlgüten erlauben einen
Betrieb der Anlage mit relativ hohen Gießgeschwindigkeiten vc, während für langsamer erstarrende Stahlgüten geringere Gießgeschwindigkeiten vc zu wählen sind, um ein Ausbauchen und Aufplatzen des Stranges im Bereich der Sumpfspitz zu verhindern. In Zusammenhang mit der Schnelligkeit der Kühlung des Stranges spricht man von „harter Kühlung" (schnelle
Erstarrung) , „mittelharter Kühlung" und „weicher Kühlung" (eher langsame Erstarrung) .
Zur Kühlung des Stranges wird auf diesen im Bereich der
Strangführungsvorrichtung (zwischen dem Ende der Kokille und dem der Vorwalzstraße zugewandten Ende der
Strangführungsvorrichtung) ein Kühlmittel, vorzugsweise
Wasser, aufgebracht. Das Aufbringen des Kühlmittels auf den Strang erfolgt mittels einer Spritzeinrichtung, welche eine beliebige Anzahl an Spritzdüsen umfassen kann.
Für eine harte Kühlung werden 3 bis 4 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl aufgewendet, während für eine mittelharte Kühlung 2 bis 3,5 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl und für eine weiche Kühlung < 2,2 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl aufgewendet werden. Die angeführten Kühlmittelmengen für harte, mittelharte und weiche Kühlung überschneiden sich, da die Realisierung einer harten, mittelharten oder weichen Kühlung in der Praxis nicht nur von der Kühlmittelmenge, sondern auch von der konstruktiven Ausführung der
Spritzeinrichtung, insbesondere der Düsenaufbauart (es existieren Reinwasserdüsen und Luft/Wasser-Düsen, sogenannte „2-Phasen-Düsen" ) . Weitere Einflussfaktoren für die
Schnelligkeit der Strangkühlung sind die Bauart der
Führungselemente bzw. Strangstützrollen der
Strangführungsvorrichtung (innen- oder mantelgekühlte
Strangstützrollen) , die Anordnung der Stützrollen,
insbesondere das Verhältnis des Stützrollendurchmessers zum Abstand benachbarter Stützrollen, der Spritzcharakter der Düsen sowie die Kühlmittel- bzw. Wassertemperatur. Innerhalb der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Korridorbereiche erfolgt die Wahl eines konkreten
Geschwindigkeitsfaktors K insbesondere in Abhängigkeit der Stahlgüte bzw. der Abkühlcharakteristik des Stranges. Für schnell zu kühlende Stahlgüten kann ein im oberen Bereich eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Korridorbereichs liegender Geschwindigkeitsfaktor K herangezogen werden, während für langsamer zu kühlende Stahlgüten ein im mittleren oder unteren Bereich eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Korridorbereichs liegender Geschwindigkeitsfaktor K
herangezogen wird.
So ist es gemäß einer verfahrenstechnischen Optimierung vorgesehen, dass für mittels einer Spritzeinrichtung im
Bereich der Strangführungsvorrichtung hart zu kühlende
Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von 3 bis 4 Liter
Kühlmittel pro kg Strangstahl, in einem stationärkontinuierlichen Betrieb der Anlage der Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke d mit der in [m/min] gemessenen Gießgeschwindigkeit vc nach der Formel vc = K / d2
eingehalten wird, wobei ein in der Formel enthaltener
Geschwindigkeitsfaktor K bei einer Strangstützlänge L=17,5 m in einem Korridorbereich von 42000 bis 48900, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 45500 bis 48900 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor K bei einer Strangstützlänge L=23 m in einem Korridorbereich von 55200 bis 64600, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 59900 bis 64600 liegt, wobei zur Ermittlung von ( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten vc oder
( Ziel- ) Strangdicken d für Anlagen mit zwischen den
Strangstützlängen L=17,5 m und L=23 m liegenden
Strangstützlängen L eine Interpolation zwischen den
vorangehend angeführten Korridorbereichen durchführbar ist.
Unter einem stationär-kontinuierlichen Betrieb der Anlage werden im vorliegenden Zusammenhang Betriebsphasen mit einer Zeitdauer >10 Minuten verstanden, während welcher die
Gießgeschwindigkeit im Wesentlichen konstant ist. Die
Definition des stationär-kontinuierlichen Anlagenbetriebs dient einerseits lediglich zur Abgrenzung gegenüber einer Angießphase, während welcher der flüssige Stahl initial die Strangführungsvorrichtung durchläuft und während welcher die Gießgeschwindigkeit außerordentlichen Parametern unterliegt bzw. andererseits gegenüber auch zwischenzeitlich möglichen Beschleunigungsphasen zur Erhöhung des Durchsatzes und/oder betrieblich erforderlichen Verzögerungsphasen (wenn auf die Flüssigstahlanlieferung gewartet werden muss oder wegen der Strangqualität, Kühlwassermangel, ...) .
Für mittelhart zu kühlende Strangstähle, d.h. unter
Aufbringung von 2 bis 3,5 Liter Kühlmittel pro kg
Strangstahl, wird in einem stationär-kontinuierlichen Betrieb der Anlage der Zusammenhang einer in [mm] gemessenen
Strangdicke d mit der in [m/min] gemessenen
Gießgeschwindigkeit vc nach der Formel vc = K / d2
eingehalten, wobei ein in der Formel enthaltener
Geschwindigkeitsfaktor K bei einer Strangstützlänge L von 17,5 m in einem Korridorbereich von 39600 bis 46500, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 43050 bis 46500 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor K bei einer
Strangstützlänge L=23 m in einem Korridorbereich von 52100 bis 61900, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 57000 bis 61900 liegt, wobei zur Ermittlung von
( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten vc oder ( Ziel- ) Strangdicken d für Anlagen mit zwischen den Strangstützlängen L=17,5 m und L=23 m liegenden Strangstützlängen L eine Interpolation zwischen den vorangehend angeführten Korridorbereichen durchführbar ist. Für weich zu kühlende Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von weniger als 2,2 Liter (vorzugsweise zwischen 1,0 und 2,2 Liter) Kühlmittel pro kg Strangstahl, wird in einem
stationär-kontinuierlichen Betrieb der Anlage der
Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke (d) mit der in [m/min] gemessenen Gießgeschwindigkeit vc nach der Formel vc = K / d2 eingehalten, wobei ein in der Formel enthaltener Geschwindigkeitsfaktor K bei einer Strangstützlänge L von 17,5 m in einem Korridorbereich von 37100 bis 44100,
vorzugsweise in einem Korridorbereich von 40600 bis 44100 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor K bei einer
Strangstützlänge L=23 m in einem Korridorbereich von 48900 bis 59000, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 53950 bis 59000 liegt, wobei zur Ermittlung von
( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten vc oder ( Ziel- ) Strangdicken d für Anlagen mit zwischen den Strangstützlängen L=17,5 m und L=23 m liegenden Strangstützlängen L eine Interpolation zwischen den vorangehend angeführten Korridorbereichen durchführbar ist.
Die detaillierte/verfeinerte Wahl des Geschwindigkeitsfaktors ist neben der Strangstützlänge insbesondere vom
Kohlenstoffgehalt der vergossenen Stähle, deren Erstarrungs- oder Umwandlungscharakterisitik, deren Festigkeits- bzw.
Duktilitätseigenschaften etc. abhängig.
Eine Betriebsführung gemäß der erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Geschwindigkeitfaktoren K ermöglicht ein optimales Ausnutzen der im Strang enthaltenen Gießhitze für den nachfolgenden Walzprozess sowie eine Optimierung des Materialdurchsatzes und somit einen Produktivitätsvorteil (bei betriebsbedingter Abnahme der Gießgeschwindigkeit kann die Strangdicke erhöht und dadurch der Materialdurchsatz erhöht werden) .
Anspruch 19 richtet sich auf eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband, umfassend eine Gießanlage mit einer Kokille, eine dieser nachgeordnete Strangführungsvorrichtung, eine dieser nachgeordnete
Vorwalzstraße, eine dieser nachgeordnete, induktive
Heizeinrichtung und eine dieser nachgeordnete
Fertigwalzstraße, wobei die Strangführungsvorrichtung eine untere Serie an Führungselementen und eine dazu parallel oder konvergierend angeordnete obere Serie an Führungselementen aufweist und zwischen den beiden Führungselemente-Serien ein zur Aufnahme des aus der Gießanlage austretenden Stranges vorgesehener Aufnahmeschacht ausgebildet ist, welcher durch Ausbildung unterschiedlicher Abstände gegenüberliegender Führungselemente zueinander in Transportrichtung des Stranges zumindest abschnittsweise verjüngt ist und dadurch der Strang dickenreduzierbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die lichte Aufnahmebreite des Aufnahmeschachts an seinem der Kokille zuweisenden Eingangsbereich zwischen 105 und 130 mm, vorzugsweise zwischen 115 und 125 mm beträgt, dass der
Aufnahmeschacht an seinem der Vorwalzstraße zuweisenden Ende eine der Strangdicke des Stranges entsprechende lichte Aufnahmebreite zwischen 85 und 120 mm, vorzugsweise zwischen 95 und 115 mm aufweist, wobei eine zwischen dem Gießspiegel der Gießanlage und dem der Vorwalzstraße zugewandten Ende des Aufnahmeschachts der Strangführungsvorrichtung gemessene Strangstützlänge größer oder gleich 18,5 m beträgt,
vorzugsweise in einem Bereich zwischen 18,7 und 23 m, besonders bevorzugt zwischen 20,1 und 23 m liegt, und wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die Gießgeschwindigkeit vc des Stranges 3 in einem Bereich zwischen 3,8 - 7 m/min haltbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der
erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass die
Vorwalzstraße vier oder fünf Vorwalzgerüste umfasst.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass zwischen dem Ende des Aufnahmeschachts bzw. der Strangführungsvorrichtung und einem Einlaufbereich der Vorwalzstraße keine
Kühlvorrichtung, jedoch eine thermische Abdeckung vorgesehen ist, welche eine zum Transport des Stranges vorgesehenes Fördervorrichtung zumindest abschnittsweise umgibt und somit ein Auskühlen des Stranges verzögert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass mittels in der Vorwalzstraße angeordneter Vorwalzgerüste eine Reduktion der Dicke des Stranges um jeweils 35-60 %, vorzugsweise um jeweils 40-55 % pro Vorwalzgerüst durchführbar ist, sodass ein Zwischenband mit einer Dicke von 3 bis 15 mm,
vorzugsweise mit einer Dicke von 4 bis 10 mm erzeugbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante
erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass die
Heizeinrichtung als induktiver Querfelderwärmungsofen ausgebildet ist, mittels welchem der Strang, beginnend bei einer Temperatur oberhalb von 770°C, vorzugsweise oberhalb von 820°C auf eine Temperatur von mindestens 1110°C,
vorzugsweise auf eine Temperatur von oberhalb von 1170°C aufheizbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass die
Fertigwalzstraße vier oder fünf Fertigwalzgerüste umfasst, mittels welchen ein aus der Vorwalzstraße austretendes
Zwischenband zu einem Endband mit einer Dicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm reduzierbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass die
Fertigwalzgerüste jeweils unter Abständen von < 7 m,
vorzugsweise unter Abständen von < 5 m zueinander angeordnet sind, wobei die Abstände zwischen den Arbeitswalzenachsen der Fertigwalzgerüste gemessen werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass zur
Dickenreduzierung des Stranges bestimmte Führungselemente ( spalt- ) verstellbar sind und dadurch eine lichte
Aufnahmebreite des Aufnahmeschachts verkleiner- oder
vergrößerbar ist, wobei die Strangdicke bzw. die lichte
Aufnahmebreite in Abhängigkeit des Materials des Stranges und/oder der Gießgeschwindigkeit einstellbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass die
verstellbaren Führungselemente in einer der Kokille
zugewandten vorderen Hälfte, vorzugsweise in einem der
Kokille zugewandten vorderen Viertel der Längserstreckung der Strangführungsvorrichtung angeordnet sind. Um zumindest während der ersten beiden Walzstiche das
Vorhandensein eines möglichst heißen Strangkerns des Stranges zu gewährleisten, ist es gemäß einer bevorzugten
Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage vorgesehen, dass eine Arbeitswalzenachse eines zur
Strangführungsvorrichtung nächst benachbarten ersten
Vorwalzgerüstes der Vorwalzstraße maximal 7 m, vorzugsweise maximal 5 m nach dem Ende der Strangführungsvorrichtung angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass ein der Vorwalzstraße zugewandtes Einlaufende der
Heizeinrichtung maximal 25 m, vorzugsweise maximal 19 m nach der Arbeitswalzenachse des der Heizeinrichtung
nächstgelegenen Vorwalzgerüstes angeordnet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig.l eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband in Seitenansicht
Fig.2 eine Detaildarstellung einer Strangführungsvorrichtung der Anlage aus Fig.l in vertikaler Schnittansicht
Fig.3 ein Abschnitt der Strangführungsvorrichtung in geschnittener Detailansicht
Fig.4 ein Prozessdiagramm eines erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens (Gießgeschwindigkeit / Strangdicke )
Fig.5 ein Diagramm zur Veranschaulichung des
Jahresdurchsatzes einer erfindungsgemäßen Anlage in Abhängigkeit der Strangdicke (Gießgeschwindigkeit /
Strangdicke )
Fig .6 ein Prozessdiagramm eines erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens ( Zusammenhang von Ziel-
Gießgeschwindigkeiten und Ziel-Strangdicken)
Ausführung der Erfindung
Fig.l zeigt in schematischer Weise eine Anlage 1, mittels welcher ein erfindungsgemäßes Verfahren zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband durchführbar ist.
Ersichtlich ist eine vertikale Gießanlage mit einer
Kokille 2, in der Stränge 3 gegossen werden, welche eine
Strangdicke d zwischen 105 und 130 mm, vorzugsweise eine
Strangdicke d zwischen 115 und 125 mm am Ende der Kokille 2 aufweisen .
Der Kokille 2 vorgelagert ist eine Pfanne 35, welche über eine keramische Zulaufdüse einen Verteiler 36 mit flüssigem Stahl beschickt. Der Verteiler 36 beschickt in weiterer Folge die die Kokille 2, an welche eine Strangführungsvorrichtung 6 anschließt .
Dann erfolgt die Vorwalzung in einer Vorwalzstrasse 4, die aus einem - wie hier - oder aus mehreren Gerüsten bestehen kann und in der der Strang 3 auf eine Zwischendicke gewalzt wird. Beim Vorwalzen findet die Umwandlung von Gussgefüge feinkörnigeres Walzgefüge statt.
Die Anlage 1 umfasst des Weiteren eine Reihe an in Fig.l nicht dargestellten Komponenten wie z.B.
EntZunderungseinrichtungen 37,38 und in Fig.l nicht
dargestellte Abtrenneinrichtungen, welche im Wesentlichen dem Stand der Technik entsprechen und auf welcher daher an dieser Stelle nicht näher eingegangen sei. Die z.B. in Form von Schnellscheren ausgeführten Abtrenneinrichtungen können an beliebiger Position der Anlage 1, insbesondere zwischen der Vorwalzstraße 4 und der Fertigwalzstraße 5 und/oder in einem der Fertigwalzstraße 5 nachgeordneten Bereich angeordnet sein .
Hinter der Vorwalzstrasse 4 ist ein eine Heizeinrichtung 7 für das Zwischenband 3' angeordnet. Die Heizeinrichtung 7 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Induktionsofen ausgeführt. Vorzugsweise findet ein Querfelderwärmungs- Induktionsofen Einsatz, was die Anlage 1 besonders
energieeffizient macht.
Alternativ könnte die Heizeinrichtung 7 auch als
konventioneller Ofen z.B. mit Flammenbeaufschlagung
ausgeführt sein.
In der Heizeinrichtung 7 wird das Zwischenband 3' relativ gleichmäßig über den Querschnitt auf eine gewünschte
Einlauftemperatur für den Einlauf in die Fertigwalzstraße 5 gebracht, wobei die Einlauftemperatur in der Regel je nach Stahlsorte und nachfolgendem Walzvorgang in der
Fertigwalzstraße 5 zwischen 1000°C und 1200°C liegt.
Hinter der Erwärmung in der Heizeinrichtung 7 erfolgt - nach einer zwischengeschalteten optionalen Entzunderung -die
Fertigwalzung in der mehrgerüstigen Fertigwalzstraße 5 auf eine gewünschte Enddicke und Endwalztemperatur und
anschließend eine Bandkühlung in einer Kühlstrecke 18 sowie letztlich ein Aufwickeln zu Bünden mittels Unterflurhaspeln 19.
Erfindungsgemäß werden folgende Verfahrensschritte
durchgeführt: Zunächst wird mit einer Gießanlage 2 (in den Figuren 1-3 ist eine Kokille der Gießanlage dargestellt) ein Strang 3
gegossen. Der Strang 3 wird im Liquid-Core-Reduction (LCR-) Verfahren mittels der Strangführungsvorrichtung 6 bei
flüssigem Querschnittskern auf eine Strangdicke d zwischen 85 und 120 mm, vorzugsweise auf eine Strangdicke zwischen 95 und 115 mm reduziert.
Eine zwischen dem Meniskus 13, d.i. der Gießspiegel der
Gießanlage 2 und einem der Vorwalzstraße 4 zugewandten Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 gemessene Strangstützlänge L ist größer oder gleich 18,5 m, vorzugsweise liegt die
Strangstützlänge L in einem Bereich zwischen 18,7 (noch besser 20,1) und 23 m. Eine während eines stationärkontinuierlichen Betriebs der Anlage gemessene
Gießgeschwindigkeit vc des Stranges 3 liegt hierbei in einem Bereich von 3,8 - 7 m/min.
Der in Fig.3 im Detail ersichtliche Meniskus 13 befindet sich i.d.R. wenige Zentimeter unterhalb der Oberkante 34 der üblicherweise aus Kupfer gefertigten Kokille 2. Die Strangstützlänge L wird hierbei zwischen dem Meniskus 13 der Kokille bzw. der Gießanlage 2 und der Achse der letzten, einer Vorwalzstraße 4 zugewandten Rolle einer und unten noch näher beschriebenen oberen Führungselemente-Serie 10 gemessen (betrachtet in einer Seitenansicht der Anlage 1 bei zu den Achsen der Rollen paralleler Blickrichtung gemäß Fig.l) . Bei exakter Messung wird die Strangstützlänge L an einer
gegenüber dem Mittelpunkt des Krümmungsradius des Stranges 3 bzw. der Strangführungsvorrichtung 6 äußeren Breitseite des Stranges 3 bzw. der Strangführungsvorrichtung 6 (sowie eines Abschnitts des Inneren der Kokille 2) gemessen. Zur besseren Erkennbarkeit der von Stützrollen 10 tangierten äußeren
Breitseite des Stranges 3 bzw. der Strangstützlänge L ist in Fig.2 eine zur Strangstützlänge L konzentrische
Hilfsbemaßungslinie L' eingezeichnet.
Um zu gewährleisten, dass eine eingangs definierte
Sumpfspitze des Stranges 3 unabhängig von jeweiligen
materialgüteabhängigen maximalen Gießgeschwindigkeiten immer bis nahe an das Ende der Strangführungsvorrichtung 6
heranreicht und dadurch der Strang 3 mit relativ geringem Energieaufwand und unter Gewährleistung hoher
Fertigungsqualität auf eine gewünschte Zwischendicke vor- und darauffolgend auch fertiggewalzt werden kann, werden
Stränge 3 mit unterschiedlichen Strangdicken d in
Abhängigkeit folgender Gießgeschwindigkeiten gegossen:
- bei Gießgeschwindigkeiten zwischen 3,8 und 5,0 m/min mit 100 - 120 mm Strangdicke, vorzugsweise mit 110 bis 120 mm Strangdicke,
- bei Gießgeschwindigkeiten zwischen 5, 0 und 5, 9 m/min mit 85
- 110 mm Strangdicke, vorzugsweise mit 95 bis 110 mm
Strangdicke,
- bei Gießgeschwindigkeiten größer oder gleich 5, 9 m/min mit maximal 102 mm Strangdicke.
In der Vorwalzstraße 4 erfolgt ein Vorwalzen des Stranges 3 zu einem Zwischenband 3' in mindestens vier Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier Vorwalzgerüsten 4i, 42, 43, 44,
vorzugsweise in fünf Walzstichen, d.h. unter Einsatz von fünf Vorwalzgerüsten 4i, 42, ^3, 44, 4s erfolgt.
Die in der Vorwalzstraße 4 erfolgenden vier oder fünf
Walzstiche erfolgen innerhalb von längstens 80 Sekunden, vorzugsweise innerhalb von längstens 5 Sekunden.
Des Weiteren ist es vorgesehen, dass der erste Walzstich der Vorwalzstraße 4 innerhalb von längstens 7 Minuten, vorzugsweise innerhalb von längstens 6,2 Minuten ab Erstarrungsbeginn des in der Gießanlage 2 befindlichen flüssigen Strangstahls erfolgt. Idealerweise erfolgt der erste Walzstich in der Vorwalzstraße 4 innerhalb von
längstens 5, 8 Minuten, dies auch bei Gießgeschwindigkeiten im Bereich von 4 m/min.
Zwischen dem Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 und einem Einlaufbereich der Vorwalzstraße 4 wird lediglich eine durch eine Umgebungstemperatur bedingte Abkühlung des
Stranges 3 zugelassen, d.h. es erfolgt keine artifizielle Kühlung des Stranges 3 mittels einer Kühlvorrichtung. Die Oberfläche des Stranges 3 weist in diesem Bereich im Mittel eine Temperatur > 1050°C, bevorzugt > 1000°C auf.
Zwischen dem Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 und dem ersten Vorwalzgerüst 4i ist eine vorzugsweise klappbare thermische Abdeckung vorgesehen, um die Wärme möglichst im Strang 3 zu halten. Die thermische Abdeckung umgibt eine zum Transport des Stranges 3 vorgesehene, üblicherweise als
Rollenband ausgeführte Fördervorrichtung zumindest
abschnittsweise. Unmittelbar vor den Unterflurhaspeln 19 wird das Endband 3' ' zwischen Treibrollen 38 geklemmt, die das Endband'' auch führen und unter Bandzug halten.
Hierbei kann die thermische Abdeckung die Fördervorrichtung von oben und/oder von unten und/oder seitlich umgeben.
In der Vorwalzstraße 4 erfolgt pro Walzstich eine Reduktion der Dicke des Stranges 3 um 35-60 %, vorzugsweise um 40-55 %. Bei einer Vorsehung von genau vier Walzgerüsten ergibt sich somit, dass ein Zwischenband 3' mit einer Dicke von 3 bis 15 mm, vorzugsweise mit einer Dicke von 4 bis 10 mm aus der Vorwalzstraße 4 ausläuft.
Um zumindest während der ersten beiden Walzstiche das
Vorhandensein eines möglichst heißen Strangkerns des Stranges 3 zu gewährleisten, ist das zur
Strangführungsvorrichtung 6 nächst benachbarte erste
Vorwalzgerüst 4i der Vorwalzstraße maximal 6 m, vorzugsweise maximal 5, idealer Weise maximal 4 m nach dem Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 angeordnet. Die genannten
Abstände werden hierbei jeweils ab dem Mittelpunkt des ersten Vorwalzgerüstes 41 bzw. ab dessen Arbeitswalzenachse
gemessen .
Gemäß einer weiteren bevorzugten prozesstechnischen Variante ist es vorgesehen, dass eine Abkühlung des aus der
Vorwalzstraße 4 austretenden Zwischenbandes 3' unter einer Abkühlrate von maximal 3 K/m, vorzugsweise unter einer
Abkühlrate von maximal 2,5 K/m erfolgt. Eine solche
Abkühlrate erfolgt durch Wärmeabstrahlung und/oder - konvektion vom Zwischenband und ist durch eine entsprechende Wahl der thermischen Randbedingungen (Abdeckungen, Tunnel, Kaltluft, Luftfeuchtigkeit, etc.) und
Transportgeschwindigkeit bzw. Massenstrom steuerbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Erwärmung des aus der
Vorwalzstraße 4 ausgetretenen Zwischenbandes 3' mittels einer induktiven Heizeinrichtung 7, vorzugsweise im
Querfelderwärmungsverfahren, beginnend bei einer Temperatur oberhalb von 770°C, vorzugsweise oberhalb von 820°C,
besonders bevorzugt: oberhalb von 950°C, auf eine Temperatur von mindestens 1110°C, vorzugsweise auf eine Temperatur von oberhalb von 1170°C erfolgt.
Die Erwärmung des Zwischenbandes 3' erfolgt innerhalb einer Zeitspanne von 4 bis 25 Sekunden, vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von 5 bis 13 Sekunden. Bei Vornahme von genau vier Walzstichen in der
Vorwalzstraße 4 ist es vorgesehen, dass ein bei Austreten aus der Gießanlage 2 bzw. bei Eintreten in die
Strangführungsvorrichtung 6 100 mm dicker Strang 3, welcher in der Vorwalzstraße 4 zu einem Zwischenband 3' mit einer
Dicke von 7 mm reduziert wird, nach spätestens 360 Sekunden, vorzugsweise nach spätestens 340 Sekunden ab Austreten aus der Gießanlage 2 in die induktive Heizeinrichtung 7
eingeführt wird und dass ein bei Austreten aus der
Gießanlage 2 bzw. bei Eintreten in die
Strangführungsvorrichtung 6 115 mm dicker Strang 3, welcher in der Vorwalzstraße 4 zu einem Zwischenband 3' mit einer Dicke von 7,8 mm reduziert wird, spätestens nach 480
Sekunden, vorzugsweise nach spätestens 460 Sekunden ab
Austreten aus der Gießanlage 2 in die induktive
Heizeinrichtung 7 eingeführt wird.
Ein Fertigwalzen des erwärmten Zwischenbandes 3' in der
Fertigwalzstraße 5 erfolgt vorzugsweise in vier Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier Fertigwalzgerüsten 5i, 52, 53, 54 oder in fünf Walzstichen, d.h. unter Einsatz von fünf
Fertigwalzgerüsten 5i, 52, 53, 54, 5s zu einem Endband 3' ' mit einer Dicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm. Mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch ein Walzen auf
Enddicken von < 1 mm möglich. Die Fertigwalzgerüste 5i, 52, 53, 54, 5s sind jeweils unter
Abständen von < 7 m, vorzugsweise unter Abständen von < 5 m zueinander angeordnet (gemessen zwischen den
Arbeitswalzenachsen der Fertigwalzgerüste 5i, 52, 53, 54, 5s) .
In weiterer Folge wird das Endband 3' ' auf eine
Haspeltemperatur zwischen 500°C und 750°C, vorzugsweise auf 550°C und 650°C gekühlt und zu einem Bund aufgehaspelt.
Schließlich erfolgt eine Durchtrennung des Endbandes 3' oder des Zwischenbandes 3' oder des Stranges 3 in einer quer zu deren Transportrichtung 15 verlaufenden Richtung und ein Fertighaspeln des walzstraßenseitig losen Endbandes 3' .
Alternativ zum Aufhaspeln wäre auch eine Umlenkung und
Stapelung des Endbandes 3'' möglich.
Wie in Fig.2 ersichtlich, umfasst die
Strangführungsvorrichtung 6 mehrere zum Durchlauf des
Stranges 3 vorbestimmte Führungssegmente 16 gemäß Fig .3 , welche jeweils von einer (in Fig.3 nicht dargeste Ilten) unteren Serie an Führungselementen 9 und einer dazu parallel oder konvergierend angeordneten oberen Serie an
Führungselementen 10 konstituiert werden.
Jedes Führungselement der unteren Führungselemente-Serie 9 ist einem gegenüberliegenden Führungselement der oberen
Führungselemente-Serie 10 zugeordnet. Die Führungselemente sind somit beiderseits der Breitseiten des Stranges 3 paarweise angeordnet.
Zwischen den beiden Führungselemente-Serien 9, 10 ist ein zur Aufnahme eines aus der Gießanlage 2 austretenden Stranges 3 vorgesehener Aufnahmeschacht 11 ausgebildet, welcher durch Ausbildung unterschiedlicher Abstände gegenüberliegender Führungselemente 9, 10 zueinander in Transportrichtung des Stranges 3 zumindest abschnittsweise verjüngt ist und dadurch der Strang 3 dickenreduzierbar ist. Die Führungselemente 9, 10 sind als drehbar gelagerte Rollen ausgeführt.
Wie in Fig.2 ersichtlich, können die die oberen und unteren Führungselemente- bzw. Rollen-Serien 9, 10 jeweils wiederum in (Sub-) Serien spezifischer Rollen mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder Achsabständen gegliedert sein.
Die Führungselemente der oberen Führungselemente-Serie 10 sind selektiv tiefenverstellbar bzw. können an die Führungselemente der unteren Führungselemente-Serie 9 angenähert werden. Eine Verstellung der Führungselemente der oberen Führungselemente-Serie 10 und somit eine Veränderung des lichten Aufnahmequerschnitts 12 der
Strangführungsvorrichtung 6 kann z.B. mittels eines
hydraulischen Antriebs erfolgen. Eine der gewünschten
Strangdicke d entsprechende und zwischen einander
gegenüberliegenden oberen und unteren Führungselementen gemessene lichte Aufnahmebreite 12 des Aufnahmeschachts 11 der Strangführungsvorrichtung 6 könnte z.B. von 115 mm auf einen Bereich zwischen 90 und 105 mm verkleinert werden.
Da ein in einem schmäleren Aufnahmeschacht 11 geführter
Strang 3 schneller erstarrt und auskühlt, müsste die
Gießgeschwindigkeit sowie äquivalent dazu der die
Walzstraßen 4, 5 durchlaufende Volumenstrom erhöht werden, wenn man die Sumpfspitze des Stranges weiterhin möglichst nahe an das Ende der Strangführungsvorrichtung 6 heranführen möchte .
Zur Dickenreduzierung des Stranges 3 sind z.B. drei bis acht Führungselemente ( -Paare ) eines der Kokille 2 zugewandten - aber nicht zwingend an die Kokille 2 anschließenden - ersten Führungssegmentes 16' verstellbar. Alternativ können auch mehrere aneinandergereihte Führungssegmente 16 zur LCR- Dickenreduzierung angewendet werden, die unmittelbar oder mittelbar an die Kokille anschließen.
Die Strangdicke d bzw. die lichte Aufnahmebreite 12 ist in Abhängigkeit des Materials des Stranges 3 und/oder in
Abhängigkeit der Gießgeschwindigkeit einstellbar.
Die Verstellung der jeweiligen Führungselemente 9, 10 erfolgt in einer im Wesentlichen orthogonal zur Transportrichtung des Stranges verlaufenden Richtung, wobei sowohl die oberen Führungselemente 10 als auch die unteren Führungselemente 9 verstellbar sein können. Wie in Fig.3 ersichtlich, sind obere Führungselemente 10 an korrespondierenden Stützelementen 17 angelenkt, welche vorzugsweise hydraulisch verstellbar sind. Die verstellbaren Führungselemente 9, 10 sind vorzugsweise in einer der Gießanlage 2 zugewandten vorderen Hälfte,
vorzugsweise in einem der Gießanlage 2 zugewandten vorderen Viertel der Längserstreckung der Strangführungsvorrichtung 6 angeordnet . Die Einstellung der Strangdicke d bzw. der lichten
Aufnahmebreite 12 kann quasi-statisch erfolgen, d.h.
einmalig, kurz nach Gießbeginn, sobald einer der
Vorwalzstraße 4 zugewandter Kopfbereich des gegossenen
Stranges 3 das Ende der Strangführungsvorrichtung 6 erreicht bzw. die LCR-Führungselemente passiert hat, oder auch
dynamisch, d.h. während des Gießprozesses bzw. während des kontinuierlich-quasistationären Durchgangs des Stranges 3 durch die Strangführungsvorrichtung 6. Bei der dynamischen Einstellung der Strangdicke d wird diese während des
Durchgangs eines Stranges 3 durch die
Strangführungsvorrichtung 6 beliebig oft, unter Verwendung eines unten anhand von Fig.6 erläuterten Zusammenhanges als Leitlinie, verändert.
Fig.4 zeigt ein Prozessdiagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens. Anhand dieser
Darstellung ist erkennbar, warum erfindungsgemäß angestrebte hohe Fertigungskapazitäten bei gattungsgemäßen Anlagen zur Herstellung von Stahlwarmband nur bei Einhaltung
erfindungsgemäß vorgeschlagener Gießparameter, nämlich bei gegenüber bekannten Verfahren vergleichsweise großen
Strangdicken und großen metallurgischen bzw.
Strangstützlängen L erzielbar sind. Auf der Ordinate des Diagramms gemäß Fig.4 ist die Gießgeschwindigkeit in der Einheit [m/min] aufgetragen, während auf der Abszisse die Strangdicke in der Einheit [mm] aufgetragen ist. Es sind annähernd parabelförmige Linien 20a, 20b, 21a, 21b, 22a, 22b,, 23a, 23b, 24a und 24b
eingezeichnet, welche jeweils einer Gießcharakteristik bei einer bestimmten metallurgischen bzw. Strangstützlänge L entsprechen .
Hierbei sind für ausgewählte Strangstützlängen L jeweils mehrere Linien dargestellt, da unterschiedliche Stahlgüten verschieden schnell kühlbar sind und verschiedene
Erstarrungsgeschwindigkeiten besitzen .
Die Linien 20a und 20b entsprechen einer Strangstützlänge L von 15,2 m, wobei Linie 20a ein anderer materialspezifischer (globaler) Erstarrungsfaktor k zugrunde liegt als Linie 20b und diese beiden miteinander verwandten Linien daher
voneinander differieren.
Der Erstarrungsfaktor k trägt die Einheit [mm/Vmin] und liegt für gegenständlich relevante Stahlgüten zwischen 24-27 mm/Vmin, vorzugsweise zwischen 25 und 26 mm/Vmin.
Die Linien 21a und 21b entsprechen einer Strangstützlänge L von 17,5 m, wobei den Linien 21a und 21b analog zu den
Linien 20a und 20b wiederum ein unterschiedlicher
Erstarrungsfaktor k zugrunde liegt. Die Linien 22a und 22b entsprechen einer erfindungsgemäß bevorzugten Strangstützlänge L von 18,5 m und differieren wiederum lediglich hinsichtlich eines spezifischen
Erstarrungsfaktors k.
Die Linien 23a und 23b entsprechen einer erfindungsgemäß besonders bevorzugten Strangstützlänge L von 20 m und differieren wiederum hinsichtlich eines spezifischen
Erstarrungsfaktors k.
Die Linien 24a und 24b entsprechen einer erfindungsgemäß besonders bevorzugten Strangstützlänge L von 21,6 m und differieren ebenfalls hinsichtlich eines spezifischen
Erstarrungsfaktors k.
Aufgrund der bereits dargelegten Problematik der
SumpfSpitzenposition des Stranges 3 versteht es sich, dass bei einem Gießprozess eine umso kleinere Gießgeschwindigkeit zu wählen ist, je kürzer die Strangstützlänge L einer
jeweiligen Anlage ist (eine in Transportrichtung 15 über das Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 hinauswandernde
Sumpfspitze würde zu einem Aufplatzen des Stranges 3 führen) .
Umgekehrt kann aus dem Diagramm gemäß Fig.4 herausgelesen werden, welche erforderliche Strangdicke man bei einem optimierten Gießprozess wählen muss, wenn man mit einer gewünschten Gießgeschwindigkeit gießen will.
Schneidet man in Diagramm gemäß Fig.4 z.B. die Linie 24 b (L=21,6 m) mittels einer vertikalen Linie bei einer
Stranglänge von 110 mm und wandert vom erhaltenen
Schnittpunkt nach links auf die Ordinate, so erhält man eine zulässige Gießgeschwindigkeit von knapp oberhalb 5 m/min.
Die Gießcharakteristiken gemäß Fig.4 sind rein exemplarisch gewählt und nicht einschränkend zu verstehen. Grundsätzlich ergibt sich für jede Strangdicke kein fixer
Geschwindigkeitswert, sondern stets ein korrespondierender Geschwindigkeitsbereich (und umgekehrt) , unter dem der
Gießprozess sinnvoll führbar ist (in Fig.4 mit „inventional area" bezeichnet) . Ebenso ist die Strangstützlänge L nicht auf einen bestimmten Wert wie z.B. 18 m zu reduzieren, sondern es hat sich erwiesen, dass Strangstützlängen L, welche größer als 17,5 m (und vorzugsweise kleiner als 23 m) sind, bereits eine wesentliche Kapazitätssteigerung gegenüber bekannten Anlagen ermöglichen.
Z.B. ergibt sich für eine Strangstützlänge L von ca. 22m (im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 anhand der Linien 24a, 24b nachzuvollziehen, welche jedoch jeweils einer exakten
Strangstützlänge L von 21,6 entsprechen) ein sinnvoller
Gießgeschwindigkeitsbereich von 4,2-6,5 m/min, wenn eine Strangdicke von 96-117,5 mm gegossen wird. Berechnungen haben ergeben, dass z.B. bei einer
Strangstützlänge L von 22 m (was im Wesentlichen den Linien 24a und 24b entspricht) , eine gattungsgemäße Anlage 1 zur Herstellung von Strahlwarmband eine Fertigungskapazität von ca. 3,8 Millionen Tonnen pro Jahr (mtpy) erreichen kann, was gegenüber Anlagen gemäß dem Stand der Technik eine große Steigerung bedeutet.
Fig.5 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung des
Jahresdurchsatzes (Linie 25) , der Gießgeschwindigkeit (Linie 26) und des breitenspezifischen Volumenstroms (Linie 27) in Abhängigkeit der auf der Abszisse aufgetragenen Strangdicke (bei einer Strangbreite von 1880 mm) .
Fig.6 veranschaulicht den Zusammenhang der Strangdicke d mit der Gießgeschwindigkeit vc, wobei eine Einstellung von (Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten vc oder ( Ziel- ) Strangdicken d anhand erfindungsgemäß vorgeschlagener Geschwindigkeitsfaktoren K ermittelbar ist. Der Zusammenhang der Einstellung der
Strangdicke d in Zusammenhang mit der Gießgeschwindigkeit vc wird nach der in einer Einrichtung hinterlegten Formel:
vc= [K_lowerLimit ... K_upperLimit ] /d2 hergestellt. Die folgenden Angaben beziehen sich auf einen stationärkontinuierlichen Betrieb der Anlage, worunter im vorliegenden Zusammenhang Betriebsphasen mit einer Zeitdauer >10 Minuten verstanden werden, während welcher die Gießgeschwindigkeit vc (im Unterschied zu z.B. einer Angießphase) im Wesentlichen konstant bleibt. Die Wahl des Geschwindigkeitsfaktors K ist neben der
Strangstützlänge L insbesondere vom C-Gehalt der vergossenen Stähle bzw. von deren Abkühlcharakteristik abhängig. Schnell erstarrende Stahlgüten erlauben einen Betrieb der Anlage mit relativ hohen Gießgeschwindigkeiten vc, während für langsamer erstarrende Stahlgüten geringere Gießgeschwindigkeiten vc zu wählen sind, um ein Ausbauchen und Aufplatzen des Stranges im Bereich der Sumpfspitz zu verhindern. Die folgenden Tabellen beziehen sich auf zu Strängen vergossene Stahlgüten, die „hart" zu kühlen sind, d.h. schnell erstarren und die
„mittelhart" zu kühlen sind, d.h. etwas langsamer erstarren.
Für den Geschwindigkeitsfaktor K sind jeweils
Korridorbereiche angegeben, innerhalb welcher ein
gießtechnischer Betrieb effizient und sinnvoll durchführbar ist. Ein strangstützlängenspezifischer Korridorbereich wird gemäß folgender Tabellen jeweils von einem
Geschwindigkeitsfaktor K_upperLimit und einem
Geschwindigkeitsfaktor K_lowerLimit begrenzt.
Die Wahl des Geschwindigkeitsfaktors K ist abhängig von der Strangstützlänge L und von der Stahlgüte, insbesondere vom Kohlenstoff-Gehalt der vergossenen Stähle, deren Erstarrungs¬ oder Umwandlungscharakterisitik, deren Festigkeits- bzw.
Duktilitätseigenschaften und weiteren
WerkstoffCharakteristiken abhängig .
Zur Kühlung des Stranges 3 wird auf diesen im Bereich der Strangführungsvorrichtung 6 (zwischen dem unteren Ende der
Kokille 2 und dem der Vorwalzstraße 4 zugewandten Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6) ein Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, aufgebracht. Das Aufbringen des Kühlmittels auf den Strang 3 erfolgt mittels einer nicht dargestellten
Spritzeinrichtung, welche eine beliebige Anzahl in beliebigen Konfigurationen (z.B. hinter und/oder neben und/oder zwischen den Führungselementen 9, 10) angeordneten Spritzdüsen
umfasst .
Für eine harte Kühlung werden 3 bis 4 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl aufgewendet, für eine mittelharte Kühlung 2 bis 3,5 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl und für eine weiche
Kühlung < 2,5 Liter (vorzugsweise 1-2,2 Liter) Kühlmittel pro kg Strangstahl. Die für eine harte, mittelharte und weiche Kühlung genannten Kühlmittelmengen überschneiden sich
aufgrund bereits oben angeführter konstruktiver
Ausführungsmerkmale der Spritzeinrichtung und der
Strangführungsvorrichtung 6.
Unter exemplarisch gewählten, im Wesentlichen gleichen
Konstruktions- und Randbedingungen der Spritzeinrichtung und der Strangführungsvorrichtung 6 könnten etwa zur Realisierung einer harten Kühlung 3 bis 4 Liter, zur Realisierung einer mittelharten Kühlung 2 bis 3 Liter und zur Realisierung einer weichen Kühlung l,bis 2 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl aufgebracht werden.
Tabelle 1: Geschwindigkeitsfaktor K für Stahlgüten mit geringem C-Gehalt (< 0,16%) und relativ harter Kühlung (3 - 4 1 Kühlmittel / kg Strangstahl) : L = 17,5 m L = 21.5 m L = 23 m
K upperLimit 48900 60300 64600
K lowerLimit 42000 51600 55200
Tabelle 2: Geschwindigkeitsfaktor K für Stahlgüten mit C- Gehalt > 0,16% und mittelharter Kühlung (2 - 3,5 1 Kühlmittel / kg Strangstahl) :
Tabelle 3: Geschwindigkeitsfaktor K für spezielle Stahlgüten und weicher Kühlung
(1,0 - 2,2 Kühlmittel / kg Strangstahl) :
L = 17,5 m L = 21.5 m L = 23 m
K upperLimit 44100 54050 59000
K lowerLimit 37100 44800 48900 So ist es gemäß einer bevorzugten Betriebsführung gemäß
Tabelle lvorgesehen, dass für hart zu kühlende Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von 3 bis 4 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl, der Zusammenhang der in [mm] gemessenen
Strangdicke d mit der in [m/min] gemessenen
Gießgeschwindigkeit vc nach der Formel vc = K / d2
eingehalten wird, wobei ein in der Formel enthaltener
Geschwindigkeitsfaktor K bei einer vorzugsweise minimalen Strangstützlänge von 17,5 m in einem Korridorbereich von 42000 bis 48900, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 45500 bis 48900 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor K bei einer vorzugsweise maximalen Strangstützlänge Lmax von 23 m in einem Korridorbereich von 55200 bis 64600, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 59900 bis 64600 liegt. Zur Ermittlung von ( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten vc oder
( Ziel- ) Strangdicken d für Anlagen mit zwischen den
vorzugsweisen Strangstützlängen Lmin und Lmax liegenden
Strangstützlängen L ist eine Interpolation zwischen den vorangehend angeführten Korridorbereichen (unter Erhalt eines weiteren, nicht in den Tabellen angeführten Korridorbereichs) durchführbar. So ergibt sich etwa für eine Strangstützlänge L von 21,5 m für Stahlgüten mit C-Gehalt < 0,16% und relativ harter Kühlung ein Korridorbereich von 51600 bis 60300. Eine Interpolation zwischen den Korridorbereichen erfolgt auf eine im Wesentlichen lineare Weise.
Im Falle von Strangstützlängen > Lmax ist auch eine
Extrapolation zu den vorangehend angeführten
Korridorbereichen möglich.
Gemäß Tabelle 2 empfiehlt sich für Stahlgüten mit einem C- Gehalt > 0,16% und mittelharter Kühlung das Heranziehen eines Geschwindigkeitsfaktors K bei einer Strangstützlänge L von 17,5 m aus einem Korridorbereich von 39600 bis 46500 und bei einer Strangstützlänge L von 21,5 m aus einem Korridorbereich von 48300 bis 57200 und bei einer
Strangstützlänge L von 23 m aus einem Korridorbereich von 52100 bis 61900. Gemäß Tabelle 3 empfiehlt sich für weich zu kühlende
Stahlgüten, d.h. unter Aufbringung von 1 bis 2,5 Liter
Kühlmittel pro kg Strangstahl das Heranziehen eines
Geschwindigkeitsfaktors K bei einer Strangstützlänge L von 17,5 m aus einem Korridorbereich von 37100 bis 44100 und bei einer Strangstützlänge L von 21,5 m aus einem Korridorbereich von 44800 bis 54050 und bei einer Strangstützlänge L von 23 m aus einem Korridorbereich von 48900 bis 59000.
Fig.6 zeigt ein Diagramm mit zu den vorangehend angeführten Geschwindigkeitsfaktoren K korrespondierenden Kennlinien 28-33. Auf der Abszisse des Diagramms ist die (am Ende der Strangführungsvorrichtung 6 bzw. beim Einlauf in die
Vorwalzstraße 4 gemessene) Strangdicke d in der Einheit [mm] aufgetragen, auf der Ordinate die Gießgeschwindigkeit in der Einheit [m/min] . Die Kennlinien 28, 29 und 30 gelten für Strangstützlängen
L=17,5 m, die Kennlinien 31, 32 und 33 für Strangstützlängen L=21, 5 m.
Maßgeblich für eine effiziente Betriebsführung der Anlage sind jeweils die obersten, für eine spezifische
Strangstützlänge L geltenden Kennlinien, somit gemäß Fig.6 für Strangstützlängen L=17,5 m die Kennlinie 28 und für
Strangstützlängen L=21,5 m die Kennlinie 31.
Die obersten, für eine spezifische Strangstützlänge L
geltenden Kennlinien korrespondieren mit den vorangehend tabellarisch angeführten Geschwindigkeitsfaktoren
K_upperLimit . Konkret entspricht Kennlinie 28 einem Geschwindigkeitsfaktor K von 48900 und Kennlinie 31 einem Geschwindigkeitsfaktor K von 60300. Die Kennlinien 28 und 31 entsprechen somit rasch erstarrenden Stahlgüten, welche unter Einhaltung standardisierter Qualitätskriterien eine hohe Gießgeschwindigkeit und Wärmeabfuhr erlauben.
Die gemäß Fig.6 untersten, für eine spezifische
Strangstützlänge L geltenden Kennlinien (für
Strangstützlängen L=17,5 m: Kennlinie 30; für
Strangstützlängen L=21,5 m: Kennlinie 33) entsprechen den tabellarisch angeführten Geschwindigkeitsfaktoren
K_lowerLimit .
Die den Kennlinien 32 und 33 entsprechenden Stahlgüten sind aufgrund ihrer langsameren Erstarrung nicht so „hart", d.h. nicht so schnell kühlbar wie eine der Kennlinie 31
entsprechende Stahlgüte. Ebenso sind die den Kennlinien 29 und 30 entsprechenden Stahlgüten nicht so schnell kühlbar wie eine der Kennlinie 28 entsprechende Stahlgüte.
Die Kühlgeschwindigkeit bestimmt maßgeblich die Position der Sumpfspitze innerhalb des Stranges 3. Oberhalb der
stahlgütenspezifischen Kennlinien 28-31 liegende
Gießgeschwindigkeits-Bereiche sind zu vermeiden, um ein
Ausbauchen und Aufplatzen des Stranges 3 im Bereich der
Sumpfspitze zu vermeiden. Mit anderen Worten stellen die Kennlinien 28-31 Grenz-Gießgeschwindigkeitskurven für
verschiedene Stahlsorten dar.
Bei einer in Fig.6 mit dem Ausgangspunkt eines Pfeiles 31' identische Betriebsführung mit einer Gießgeschwindigkeit vc= 6,5 m/min und einer Strangdicke d=104,5 mm läge z.B. die Sumpfpitze des Stranges 3 am Ende der
Strangführungsvorrichtung 6, d.h. möglichst nahe am Eintritt in die Vorwalzstraße 4, wodurch ein optimales Ausnutzen der Gießhitze für den nachfolgenden Walzprozess gewährleistet ist. Wenn nun, wie durch Pfeil 31' exemplarisch dargestellt, die Gießgeschwindigkeit vc aus betriebstechnischen Gründen auf 5 m/min verringert wird, müsste gemäß Pfeil 31'' ein Anheben der Strangdicke d auf annähernd 110 mm erfolgen, um die Sumpfpitze des Stranges 3 weiterhin am Ende der
Strangführungsvorrichtung 6 zu halten und ein optimales
Ausnutzen der Gießhitze für im nachfolgenden Walzprozess zu gewährleisten .
Umgekehrt muss bei einer Erhöhung der Gießgeschwindigkeit vc (z.B. nachdem betriebstechnische Probleme, welche eine temporäre Drosselung der Gießgeschwindigkeit vc erforderlich machten, behoben wurden) die Strangdicke d entsprechend reduziert werden.
Bei den betriebstechnischen Gründen, welche eine Reduzierung der Gießgeschwindigkeit vc erforderlich machen, kann es sich z.B. um über Sensoren erfasste Unregelmäßigkeiten im Bereich des Schiebers oder der Kokille, insbesondere am Badspiegel der Kokille oder um Abweichungen der Strangtemperatur von vorgegebenen Werten handeln.
Eine Änderung der Strangdicke d kann durch eine vorangehend beschriebene dynamische LCR-Dickenreduzierung mittels des LCR-Führungssegmentes 16' erfolgen.
Fällt die Gießgeschwindigkeit vc aus den vorangehend
angeführten Zusammenhängen nach unten, wird die
Betriebsmannschaft durch eine Ausgabeeinrichtung darauf hingewiesen, um die Liquid Core Reduction (LCR) so zu
verringern, dass die Strangdicke d ansteigt, und um so den erfindungsgemäßen Zusammenhang bzw. einen jeweiligen
Korridorbereich wieder zu erreichen. Erfindungsgemäß ist dabei bevorzugt ein oberer Bereich des Korridors anzustreben. Je nachdem, was von den Betreibern als Hauptparameter der Anlage angesehen wird (die Strangdicke d oder die
Gießgeschwindigkeit vc) , kann ausgehend von einer gewünschten Strangdicke d eine korrespondierende Ziel-Gießgeschwindigkeit vc gewählt werden oder es kann ausgehend von einer
gewünschten Gießgeschwindigkeit vc die Strangdicke d
entsprechend variiert werden.
Es sei angemerkt, dass im Sinne einer hohen
Betriebsstabilität vorangehend beschriebene Änderungen der Strangdicke d nur bei relevanten Änderungen der
Gießgeschwindigkeit vc (z.B. bei Änderungen von vc um ca.
0,25 m/min) durchgeführt werden und nicht bei jeder
geringfügigen Abweichung der Gießgeschwindigkeit vc von einer jeweils gewünschten Ziel-Gießgeschwindigkeit.
In Anlehnung an die erfindungsgemäßen Kennlinien bzw. an die korrespondierenden Geschwindigkeitsfaktoren K kann bei abnehmender Gießgeschwindigkeit vc die Strangdicke d erhöht und dadurch der Materialdurchsatz erhöht und somit
optimiert werden.
Da eine Gießgeschwindigkeit vc oberhalb von etwa 7m/min für ein stabiles Gießen kaum zugänglich sind, wurde dieser
Bereich aus dem Diagramm gemäß Fig.6 ausgeblendet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband, welches ausgehend von einem durch eine Strangführungsvorrichtung (6) geführten Strang
(3) in einer Vorwalzstraße (4) zu einem Zwischenband (3') und in weiterer Folge in einer Fertigwalzstraße (5) zu einem Endband (3'') gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einer Kokille (2) einer Gießanlage gegossener Strang (3) eine Strangdicke (d) zwischen 105 und 130 mm, vorzugsweise eine Strangdicke (d) zwischen 115 und 125 mm, aufweist und im Liquid-Core-Reduction (LCR-) Verfahren mittels der anschließenden Strangführungsvorrichtung (6) bei flüssigem Querschnittskern des Stranges (3) auf eine Strangdicke (d) zwischen 85 und 120 mm, vorzugsweise auf eine Strangdicke (d) zwischen 95 und 115 mm reduziert wird, wobei eine zwischen dem Meniskus (13), d.i. der Badspiegel der Kokille (2) und einem der Vorwalzstraße (4) zugewandten Ende (14) der Strangführungsvorrichtung (6) gemessene Strangstützlänge (L) größer oder gleich 18,5 m beträgt, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 18,7 und 23 m, besonders bevorzugt zwischen 20,1 und 23 m, liegt , wobei eine Gießgeschwindigkeit (vc) in einem Bereich von 3,8 - 7 m/min liegt und wobei . Stränge (3) mit unterschiedlichen Strangdicken (d) in
Abhängigkeit folgender Gießgeschwindigkeiten gegossen werden :
- bei Gießgeschwindigkeiten zwischen 3,8 und 5,0 m/min mit 100 - 120 mm Strangdicke, vorzugsweise mit 110 bis 120 mm Strangdicke,
- bei Gießgeschwindigkeiten zwischen 5, 0 und 5, 9 m/min mit 85 - 110 mm Strangdicke, vorzugsweise mit 95 bis 110 mm Strangdicke,
- bei Gießgeschwindigkeiten größer oder gleich 5, 9 m/min mit maximal 102 mm Strangdicke.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorwalzstraße (4) ein Vorwalzen des Stranges (3) zu einem Zwischenband (3') in mindestens vier Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier Vorwalzgerüsten (4i, 42, 43, 44) , vorzugsweise in fünf Walzstichen, d.h. unter Einsatz von fünf Vorwalzgerüsten (4i, 42, 43, 44, 4s) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Vorwalzstraße (4) erfolgenden Walzstiche innerhalb von längstens 80 Sekunden, vorzugsweise innerhalb längstens 50 Sekunden erfolgen.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Walzstich in der Vorwalzstraße (4) innerhalb von längstens 7 Minuten, vorzugsweise innerhalb von längstens 6,2 Minuten ab Erstarrungsbeginn des in der Kokille (2) befindlichen flüssigen Stranges (3) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ende (14) der
Strangführungsvorrichtung (6) und einem Einlaufbereich der Vorwalzstraße (4) lediglich eine durch eine
Umgebungstemperatur bedingte Abkühlung des Stranges (3) zugelassen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorwalzstraße (4) pro
Walzstich eine Reduktion der Dicke des Stranges (3) um 35- 60 %, vorzugsweise um 40-55 % erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abkühlung des aus der
Vorwalzstraße (4) austretenden Zwischenbandes (3') unter einer Abkühlrate von maximal 3 K/m, vorzugsweise unter einer Abkühlrate von maximal 2,5 K/m erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erwärmung des aus der
Vorwalzstraße (4) ausgetretenen Zwischenbandes (3') mittels einer induktiven Heizeinrichtung (7), vorzugsweise im Querfelderwärmungsverfahren, beginnend bei einer
Temperatur oberhalb von 770°C, vorzugsweise oberhalb von 820°C auf eine Temperatur von mindestens 1110°C,
vorzugsweise auf eine Temperatur von oberhalb von 1170°C erfolgt .
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Zwischenbandes (3') innerhalb einer Zeitspanne von 4 bis 25 Sekunden, vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von 5 bis 13 Sekunden erfolgt. 10. Verfahren nach Anspruch 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vornahme von genau vier Walzstichen in der
Vorwalzstraße (4) vorgesehen ist, dass der Zeitverlauf zwischen dem ersten Walzstich und dem Einlauf in die
Heizeinrichtung (7) bei Zwischenbanddicken von 5-10 mm nicht länger als 105 Sekunden, vorzugsweise nicht länger als 70 Sekunden beträgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Fertigwalzen des erwärmten
Zwischenbandes (3') in der Fertigwalzstraße (5) in vier Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier
Fertigwalzgerüsten (5i, 52, 53, 54) oder in fünf
Walzstichen, d.h. unter Einsatz von fünf
Fertigwalzgerüsten (5i, 52, 53i 54, 55) zu einem Endband (3'') mit einer Dicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb der Fertigwalzstraße (5) durchgeführten Walzstiche innerhalb einer Zeitspanne von maximal 16 Sekunden, vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von maximal 8 Sekunden erfolgen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass zur LCR-Dickenreduzierung des
Stranges (3) zu dessen Kontaktierung vorbestimmte
Führungselemente (9, 10) der Strangführungsvorrichtung (6) relativ zu einer Längsachse des Stranges (3) verstellbar sind, wobei eine Verstellung der Führungselemente (9, 10) in Abhängigkeit des Materials des Stranges (3) und/oder der Gießgeschwindigkeit (vc) vorgenommen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangdicke (d) quasi-statisch nach dem Beginn einer Gießsequenz, d.h. kurz nach Austritt des Stranges (3) aus der Kokille (2) einstellbar ist. 15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangdicke (d) dynamisch einstellbar, d.h. während des Gießprozesses bzw. während des Durchgangs des
Stranges (3) durch die Strangführungsvorrichtung (6) beliebig variierbar ist. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass für mittels einer Spritzeinrichtung im Bereich der Strangführungsvorrichtung (6) hart zu kühlende Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von 3 bis 4 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl, in einem stationär- kontinuierlichen Betrieb der Anlage der Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke (d) mit der in [m/min] gemessenen Gießgeschwindigkeit (vc) nach der Formel vc = K / d2 eingehalten wird, wobei ein in der Formel enthaltener Geschwindigkeitsfaktor (K) bei einer
Strangstützlänge (L)=17,5 m in einem Korridorbereich von 42000 bis 48900, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 45500 bis 48900 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor
(K) bei einer Strangstützlänge (L)=23 m in einem
Korridorbereich von 55200 bis 64600, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 59900 bis 64600 liegt, wobei zur Ermittlung von ( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten (vc) oder
( Ziel- ) Strangdicken (d) für Anlagen mit zwischen den
Strangstützlängen L=17,5 m und L=23 m liegenden
Strangstützlängen (L) eine Interpolation zwischen den vorangehend angeführten Korridorbereichen durchführbar ist .
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass für mittels einer Spritzeinrichtung im Bereich der Strangführungsvorrichtung (6) mittelhart zu kühlende Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von 2 bis 3,5 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl, in einem
stationär-kontinuierlichen Betrieb der Anlage der
Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke (d) mit der in [m/min] gemessenen Gießgeschwindigkeit (vc) nach der Formel vc = K / d2 eingehalten wird, wobei ein in der Formel enthaltener Geschwindigkeitsfaktor (K) bei einer Strangstützlänge (L) von 17,5 m in einem Korridorbereich von 39600 bis 46500, vorzugsweise in einem
Korridorbereich von 43050 bis 46500 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor (K) bei einer Strangstützlänge (L)=23 m in einem Korridorbereich von 52100 bis 61900, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 57000 bis 61900 liegt, wobei zur Ermittlung von (Ziel-) Gie߬ geschwindigkeiten (vc) oder ( Ziel- ) Strangdicken (d) für Anlagen mit zwischen den Strangstützlängen L=17,5 m und L=23 m liegenden Strangstützlängen (L) eine Interpolation zwischen den vorangehend angeführten Korridorbereichen durchführbar ist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass für mittels einer Spritzeinrichtung im Bereich der Strangführungsvorrichtung (6) weich zu kühlende Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von weniger als 2,2 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl, in einem stationär-kontinuierlichen Betrieb der Anlage der
Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke (d) mit der in [m/min] gemessenen Gießgeschwindigkeit (vc) nach der Formel vc = K / d2 eingehalten wird, wobei ein in der Formel enthaltener Geschwindigkeitsfaktor (K) bei einer Strangstützlänge (L) von 17,5 m in einem Korridorbereich von 37100 bis 44100, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 40600 bis 44100 liegt, während der
Geschwindigkeitsfaktor (K) bei einer Strangstützlänge (L)=23 m in einem Korridorbereich von 48900 bis 59000, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 53950 bis 59000 liegt, wobei zur Ermittlung von ( Ziel- ) -Gie߬ geschwindigkeiten (vc) oder ( Ziel- ) Strangdicken (d) für Anlagen mit zwischen den Strangstützlängen L=17,5 m und L=23 m liegenden Strangstützlängen (L) eine Interpolation zwischen den vorangehend angeführten Korridorbereichen durchführbar ist.
19. Anlage zur Durchführung eines Verfahrens zur
kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband nach einem der Ansprüche 1 bis 18, umfassend eine Kokille (2), eine dieser nachgeordnete
Strangführungsvorrichtung (6), eine dieser nachgeordnete Vorwalzstraße (4), eine dieser nachgeordnete, vorzugsweise induktive Heizeinrichtung (7) und eine dieser
nachgeordnete Fertigwalzstraße (5), wobei die
Strangführungsvorrichtung (6) eine Serie an unteren
Führungselementen (9) und eine dazu parallel oder
konvergierend angeordnete Serie an oberen
Führungselementen (10) aufweist und zwischen den beiden Führungselemente-Serien (9, 10) ein zur Aufnahme eines aus der Kokille (2) austretenden Stranges (3) vorgesehener Aufnahmeschacht (11) ausgebildet ist, welcher durch
Ausbildung unterschiedlicher Abstände gegenüberliegender Führungselemente (9, 10) zueinander in Transportrichtung des Stranges (3) zumindest abschnittsweise verjüngt ist und dadurch der Strang (3) dickenreduzierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Aufnahmebreite (12) des Aufnahmeschachts (11) an seinem der Kokille (2)
zuweisenden Eingangsbereich zwischen 105 und 130 mm, vorzugsweise zwischen 115 und 125 mm beträgt, dass der Aufnahmeschacht (11) an seinem der Vorwalzstraße (4) zuweisenden Ende (14) eine der Strangdicke (d) des
Stranges (3) entsprechende lichte Aufnahmebreite (12) zwischen 85 und 120 mm, vorzugsweise zwischen 95 und 115 mm aufweist, wobei eine zwischen dem Meniskus (13), d.i. der Badspiegel der Kokille (2) und dem der Vorwalzstraße (4) zugewandten Ende (14) des Aufnahmeschachts (11) der Strangführungsvorrichtung (6) gemessene Strangstützlänge (L) größer oder gleich 18,5 m beträgt, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 18,7 und 23 m, besonders bevorzugt zwischen 20,1 und 23 m liegt, und wobei eine
Steuereinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die Gießgeschwindigkeit (vc) des Stranges (3) in einem Bereich zwischen 3,8 - 7 m/min haltbar ist.
20. Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwalzstraße (4) vier oder fünf Vorwalzgerüste (4i,
42, 43, 44, 45) umfasst.
21. Anlage nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen dem Ende (14) des
Aufnahmeschachts (11) bzw. der Strangführungsvorrichtung (6) und einem Einlaufbereich der Vorwalzstraße (4) keine Kühlvorrichtung, jedoch eine thermische Abdeckung
vorgesehen ist, welche eine zum Transport des Stranges (3) vorgesehene Fördervorrichtung zumindest abschnittsweise umgibt .
22. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, dass mittels in der Vorwalzstraße (4) angeordneter Vorwalzgerüste (4i, 42, 43i 44, 45) eine
Reduktion der Dicke des Stranges (3) um jeweils 35-60 %, vorzugsweise um jeweils 40-55 % pro Vorwalzgerüst (4i, 42,
43, 44, 45) durchführbar ist, sodass ein Zwischenband (3') mit einer Dicke von 3 bis 15 mm, vorzugsweise mit einer Dicke von 4 bis 10 mm erzeugbar ist.
23. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) als
induktiver Querfelderwärmungsofen ausgebildet ist, mittels welchem der Strang (3), beginnend bei einer Temperatur oberhalb von 770°C, vorzugsweise oberhalb von 820°C auf eine Temperatur von mindestens 1110°C, vorzugsweise auf eine Temperatur von oberhalb von 1170°C aufheizbar ist.
24. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch
gekennzeichnet , dass die Fertigwalzstraße (5) vier
Fertigwalzgerüste (5i, 52, 53, 54) oder fünf
Fertigwalzgerüste (5i, 52, 53, 54, 55) umfasst, mittels welchen ein aus der Vorwalzstraße (4) austretendes
Zwischenband (3') zu einem Endband (3'') mit einer Dicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm reduzierbar ist.
25. Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , dass die Fertigwalzgerüste (5i, 52, 53i 54, 55) jeweils unter Abständen von < 7 m, vorzugsweise unter Abständen von < 5 m zueinander angeordnet sind, wobei die Abstände zwischen den Arbeitswalzenachsen der Fertigwalzgerüste (5i, 52, 53i 54, 55) gemessen werden.
26. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch
gekennzeichnet , dass zur Dickenreduzierung des Stranges (3) bestimmte Führungselemente (9, 10) verstellbar und dadurch eine lichte Aufnahmebreite (12) des
Aufnahmeschachts (11) verkleiner- oder vergrößerbar ist, wobei die Strangdicke (d) bzw. die lichte Aufnahmebreite (12) in Abhängigkeit des Materials des Stranges und/oder der Gießgeschwindigkeit einstellbar ist.
27. Anlage nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren Führungselemente (9, 10) in einer der Kokille (2) zugewandten vorderen Hälfte, vorzugsweise in einem der Kokille (2) zugewandten vorderen Viertel der Längserstreckung der Strangführungsvorrichtung (6) angeordnet sind.
28. Anlage nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Arbeitswalzenachse des zur Strangführungsvorrichtung (6) nächst benachbarten ersten Vorwalzgerüstes (4i) der Vorwalzstraße (4) maximal 7 m, vorzugsweise maximal 5 m nach dem Ende (14) der
Strangführungsvorrichtung (6) angeordnet ist.
29. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, dass ein der Vorwalzstraße zugewandtes Einlaufende (7a) der Heizeinrichtung (7) maximal 25 m, vorzugsweise maximal 19 m nach der Arbeitswalzenachse des der Heizeinrichtung (7) nächstgelegenen Vorwalzgerüstes angeordnet ist.
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