EP3197618B1 - Verfahren zum raschen umbau einer einsträngigen brammen-stranggiessanlage in eine mehrsträngige knüppel-stranggiessanlage und vice versa - Google Patents

Verfahren zum raschen umbau einer einsträngigen brammen-stranggiessanlage in eine mehrsträngige knüppel-stranggiessanlage und vice versa Download PDF

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EP3197618B1
EP3197618B1 EP15748193.8A EP15748193A EP3197618B1 EP 3197618 B1 EP3197618 B1 EP 3197618B1 EP 15748193 A EP15748193 A EP 15748193A EP 3197618 B1 EP3197618 B1 EP 3197618B1
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EP
European Patent Office
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continuous casting
strand
billet
mould
casting plant
Prior art date
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Not-in-force
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EP15748193.8A
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EP3197618A1 (de
Inventor
Johann Penn
Thomas Penn
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14—Plants for continuous casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • 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
    • B22D11/141—Plants for continuous casting 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
    • B22D11/14—Plants for continuous casting
    • B22D11/147—Multi-strand plants

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of continuous casting.
  • Continuous casting today casts the majority of the world steel produced annually in continuously operated continuous casters into strands of varying cross-sections (e.g., slabs, billets, billets, profiles).
  • the present invention relates to a method for the rapid conversion of a single-strand slab caster (ie, a continuous caster for continuous casting of liquid steel into a slab cross section) into a multi-strand billet continuous caster (ie, a continuous caster for continuous casting of liquid steel into multiple strands having billet cross section ).
  • the invention also relates to a method for the rapid conversion of a multi-strand billet continuous casting into a single-strand slab continuous casting.
  • Both methods for converting a single-strand slab continuous casting into a multi-strand billet continuous casting and vice versa are basically known.
  • a continuous casting of a type by a time-consuming conversion converted into a continuous casting plant of the other type since the replacement of the mold (s), the oscillating unit (s) for the mold (s) and the strand guide takes a long time, the plant operator can not respond promptly to cyclical variations in the demand for slab or billet strings.
  • the plant operator can not fully utilize his existing continuous casters or sell the strands, which are currently in less demand, with maximum profit, or, on the other hand, he can not cover a temporary demand. Both cases are unsatisfactory for the plant operator.
  • the plant operator can not operate his continuous caster during the conversion, resulting in significant output losses (which are proportional to the conversion time).
  • WO 2009/141210 A1 is a strand guide for a single-strand billet or bloom described.
  • the first strand guide segment alone and a subsequent strand guide segment can be expanded together with the segment frame.
  • the object of the present invention is to provide a method for the rapid conversion of a single-strand slab continuous casting into a multi-strand billet continuous casting and to provide a method for rapidly converting a multi-strand billet continuous caster into a single-strand continuous slab caster.
  • the conversion process according to the invention can both continuous slab caster with a straight or a curved Mold are quickly converted into a multi-strand billet continuous casting.
  • the machine head (ie the mold and the oscillating unit) of the slab continuous casting plant is rebuilt.
  • a common support frame is installed and connected to the mainland of the continuous caster.
  • the oscillating units and the oscillating molds of the billet continuous casting are used. Due to the common support frame, the installation and removal of the machine head of the multi-strand billet continuous casting can be done very quickly.
  • the oscillating units and molds of the multi-strand billet continuous casting machine are not even solved by the common support frame, but installed and removed as a module.
  • the segments of the continuous slab caster are released from the rear construction and removed, preferably extended over rails.
  • To guide and support the billet strands pairs of rollers are connected to the existing rear construction.
  • the cooling nozzles of the roller pairs are connected to the existing water supply of the continuous casting machine.
  • at least one extraction unit - e.g. in the form of a pair of rollers with driven rollers - connected to pull out a plurality of billet strands from the molds with the rear construction of the continuous casting and the pull-out unit connected to the hydraulic supply of the continuous casting.
  • a bending device for deflecting the vertical billet strand is arranged on an arcuate path with radius.
  • the machine head of the multi-strand billet continuous casting can be quickly removed by the common support frame and the machine head of the slab continuous casting can be used quickly.
  • the existing rear construction and the existing water and hydraulic supplies can be reused.
  • a bending device for deflecting the vertical slab strand is arranged on a circle arc path with radius.
  • the segments in the strand guide of the slab continuous casting machine are connected to the rear structure in such a way that for the radius of curvature R 1 of the slab continuous casting machine R 101 ⁇ R 1 ⁇ 2 * R 101 , where R 101 is the radius of curvature of the billet continuous casting machine.
  • Fig. 1 is a single-strand slab continuous casting 1 with a straight mold 2, an oscillating unit 3, a strand guide 4, consisting of a bending device 5 for bending the vertical slab strand B on a circular arc with radius R and a total of 14 hydraulically adjustable segments 4a ... 4n shown
  • the segments 4a ... 4h serve to guide the slab strand B on the circular arc R or R 1 and to cool the slab strand by cooling nozzles and possibly to reduce its thickness (for example by a soft core or liquid core reduction ).
  • the following segments 4i ... 4n serve to guide the slab strand B horizontally and, if necessary, to further reduce the thickness of the slab strand B.
  • the oscillating unit 3 is mechanically connected to the mainland 6 of the continuous casting and fluidly connected to a hydraulic supply; Furthermore, of course, the mold 2 is connected to the water supply.
  • the segments 4 a ... 4 n are each mechanically detachably mechanically connected to the rear construction 7 and fluidly connected to a respective hydraulic and water supply.
  • the slab strand B can be reduced in thickness by the at least four hydraulic cylinders of each segment. Through the supply of water, the slab strand B can be cooled by cooling nozzles.
  • the procedure is as follows: First, the water supply from the mold 2 and the hydraulic supply from the oscillating unit 3 are disconnected. This is done by uncoupling quick couplings. Subsequently, the mold 2 and the oscillating unit 3 is removed and instead a common support frame 111 (please refer Fig. 4 ) for three billet strands K. In the common support frame 111, three oscillating units 103 and three molds 102 are used with billet format. The common support frame 111 is connected to the mainland 6.
  • the operability of the machine head of the billet continuous caster 101 is established.
  • the segments 4a ... 4n are disconnected from the water and hydraulic supply, the segments released from the rear structure 7 and extended from the continuous casting over the rails shown;
  • the bending device 5 is removed. Instead of the bending device 5 and the segments 4 of the slab continuous casting is in Fig.
  • the roller pairs 104a... 104i are connected to the existing rear construction 7 and the cooling nozzles of the roller pairs are connected to the existing water supply.
  • a plurality of pairs of rollers are formed as pull-out units, wherein the pairs of rollers are driven by a motor.
  • these pairs of rollers are connected to a hydraulic connection.
  • Out Fig. 2 shows that not all slab segments have been replaced by pairs of rolls. In general, this is not necessary since the billet strands are typically not reduced in thickness in the horizontal outlet region.
  • Fig. 3 In contrast to the straight dies 102 of the billet continuous casting machine in Fig. 2 has the billet continuous casting the Fig. 3 curved molds 102 on.
  • the bent molds 102 eliminate the need for a bending device for the billet strands K to install. This will further accelerate the conversion.
  • a machine head of a multi-strand billet continuous casting machine 101 with curved molds 102 is shown.
  • Each bent mold 102 is oscillated by an oscillating unit 103, with three oscillating units 103 again supported on the common support frame 111.
  • the common support frame 111 is installed below the slab mold 2, which of course is removed prior to installation.
  • the procedure is as follows: First, the pull-out units 108 are disconnected from the hydraulic supply of the continuous casting machine 101, the pull-out units 108 are released from the rear construction 7 and removed from the continuous casting plant. Subsequently, the cooling nozzles of the roller pairs 104a ... 104g are decoupled from the water supply, the pairs of rollers released from the rear construction 7 and removed from the continuous casting. Furthermore, several hydraulically adjustable segments 4a ... 4n (see Fig. 1 ) for guiding and cooling the slab strand B introduced into the continuous casting and the segments 4a ... 4n connected to the rear construction 7. Finally, the segments 4a ...
  • the slab strand B in the segments 4a ... 4n can be cooled by cooling nozzles and optionally reduced in thickness.
  • the water supply to the dies 102 and the hydraulic supply is disconnected from the oscillating units 103 of the continuous casting. Then, the common support frame 111 and the molds 102 and oscillating units 103 inserted therein are removed, and instead, a mold 2 for casting liquid steel into a slab strand B and an oscillating unit 3 for oscillating the mold 2 are installed.
  • the functionality of the machine head is restored.

Landscapes

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

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet des Stranggießens. Durch das Stranggießen wird heute der Großteil der jährlich produzierten Weltstahlmenge in kontinuierlich betriebenen Stranggießanlagen zu Strängen mit unterschiedlichen Querschnitten (z.B. Brammen, Knüppeln, Vorblöcke, Profile) vergossen.
  • Sowohl Stranggießanlagen zum kontinuierlichen Vergießen von flüssigem Stahl zu einem Strang mit Knüppel- (engl. billet) oder Brammen- (engl. slab) Querschnitt sind bekannt.
  • Einerseits betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum raschen Umbau einer einsträngigen Brammen-Stranggießanlage (d.h. einer Stranggießanlage zum Stranggießen von flüssigem Stahl in einen Strang mit Brammenquerschnitt) in eine mehrsträngige Knüppel-Stranggießanlage (d.h. einer Stranggießanlage zum Stranggießen von flüssigem Stahl in mehrere Stränge mit Knüppelquerschnitt).
  • Andererseits betrifft die Erfindung aber auch ein Verfahren zum raschen Umbau einer mehrsträngigen Knüppel-Stranggießanlage in eine einsträngige Brammen-Stranggießanlage.
    • Stand der Technik
  • Sowohl Verfahren zum Umbau einer einsträngigen Brammen-Stranggießanlage in eine mehrsträngige Knüppel-Stranggießanlage und umgekehrt sind grundsätzlich bekannt. Dabei wird eine Stranggießanlage des einen Typs durch einen zeitaufwändigen Umbau in eine Stranggießanlage des anderen Typs umgebaut. Da jedoch der Umbau durch den Austausch der Kokille(n), der Oszilliereinheit(en) für die Kokille(n) und der Strangführung lange dauert, kann der Anlagenbetreiber auf zyklische Schwankungen der Nachfrage nach Brammen- oder Knüppelsträngen nicht zeitgerecht reagieren. Somit kann der Anlagenbetreiber einerseits seine existierenden Stranggießanlagen nicht vollständig auslasten bzw. die gerade weniger stark nachgefragten Stränge nicht mit maximalem Gewinn verkaufen, oder er kann andererseits eine temporär bestehende Nachfrage nicht decken. Beide Fälle sind für den Anlagenbetreiber nicht zufriedenstellend. Schließlich kann der Anlagenbetreiber seine Stranggießanlage während des Umbaus nicht betreiben, sodass sich signifikante Ausbringungsverluste (die sich proportional zur Umbauzeit verhalten) ergeben.
    • Aus der Veröffentlichung
  • Liu H. S. et al: "Kombinierte Stranggießanlage für Knüppel und Brammen", stahl und eisen 121 (2001) Nr. 1, Seiten 61-69 ist der Umbau einer mehrsträngigen Knüppelanlage in eine einsträngige Brammenanlage und vice versa bekannt. Beim Umbau in eine Knüppelanlage werden unter anderem die Kokille und das Strangführungssegment 1 gewechselt. Die Komponenten Kokille, Oszillation und das Strangführungssegment 1 wurden als eine Kompakteinheit ausgebildet.
  • In der WO 2009/141210 A1 ist eine Strangführung für eine einsträngige Knüppel- oder Vorblockanlage beschrieben. Durch die beschriebene Lösung kann das erste Strangführungssegment für sich allein und ein nachfolgendes Strangführungssegment gemeinsam mit dem Segmentrahmen ausgebaut werden.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der bestehenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum raschen Umbau einer einsträngigen Brammen-Stranggießanlage in eine mehrsträngige Knüppel-Stranggießanlage und ein Verfahren zum raschen Umbau einer mehrsträngigen Knüppel-Stranggießanlage in eine einsträngige Brammen-Stranggießanlage anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Konkret erfolgt die Lösung der Aufgabe durch ein Verfahren zum Umbau einer einsträngigen Brammen-Stranggießanlage in eine mehrsträngige Knüppel-Stranggießanlage, wobei die Brammen-Stranggießanlage umfasst:
    • eine Kokille zum Vergießen von flüssigem Stahl in einen Brammenstrang und eine Oszilliereinheit zum Oszillieren der Kokille;
    • eine Strangführung zum Stützen, Führen und Abkühlen des Brammenstrangs, wobei die Strangführung mehrere hydraulisch verstellbare Segmente aufweist, der Brammenstrang in den Segmenten durch Kühldüsen abgekühlt und gegebenenfalls in seiner Dicke reduziert wird, die Segmente mit einer Hinterkonstruktion mechanisch und mit je einer Hydraulik- und einer Wasserversorgung fluidtechnisch verbunden sind; aufweisend die Verfahrensschritte:
      1. i) Abkoppeln der Wasserversorgung von der Kokille und Abkoppeln der Hydraulikversorgung von der Oszilliereinheit;
      2. ii) Ausbau der Kokille und der Oszilliereinheit und Einbau eines gemeinsamen Stützrahmens für mehrere Knüppelstränge im Bereich des Maschinenkopfs der Stranggießanlage, wobei der gemeinsame Stützrahmen mit dem Festland der Stranggießanlage verbunden wird;
      3. iii) Einbau je einer Kokille zum Vergießen von flüssigem Stahl in einen Knüppelstrang und je einer Oszilliereinheit zum Oszillieren der Kokille pro Knüppelstrang, wobei mehrere Oszilliereinheiten mit dem gemeinsamen Stützrahmen verbunden werden;
      4. iv) Ankoppeln der Wasserversorgung an die Kokillen und Ankoppeln der Hydraulikversorgung an die Oszilliereinheiten;
      5. v) Abkoppeln der Wasserversorgung und Hydraulikversorgung von den Segmenten;
      6. vi) Lösen der Segmente von der Hinterkonstruktion der Stranggießanlage und Ausbau der Segmente aus der Stranggießanlage;
      7. vii) Verbinden von Rollenpaaren zum Führen mehrerer Knüppelstränge mit der Hinterkonstruktion, wobei die Knüppelstränge durch ein Rollenpaar beidseitig gestützt und durch Kühldüsen abgekühlt werden;
      8. viii) Ankoppeln der Kühldüsen der Rollenpaare an die Wasserversorgung;
      9. ix) Verbinden von zumindest einer Auszugseinheit zum Ausziehen mehrerer Knüppelstränge aus den Kokillen mit der Hinterkonstruktion;
      10. x) Ankoppeln der Auszugseinheit an die Hydraulikversorgung.
  • Durch das erfindungsgemäße Umbauverfahren können sowohl Brammen-Stranggießanlage mit einer geraden oder einer gebogenen Kokille rasch in eine mehrsträngige Knüppel-Stranggießanlage umgebaut werden. Hierzu wird zuerst der Maschinenkopf (d.h. die Kokille und der Oszilliereinheit) der Brammen-Stranggießanlage umgebaut. Nach dem Abkoppeln der Wasserversorgung von der Kokille und der Hydraulikversorgung von der Oszilliereinheit und dem Ausbau des Maschinenkopfs der Brammen-Stranggießanlage, wird ein gemeinsamer Stützrahmen eingebaut und mit dem Festland der Stranggießanlage verbunden. In den gemeinsamen Stützrahmen werden die Oszilliereinheiten und die zu oszillierenden Kokillen der Knüppel-Stranggießanlage eingesetzt. Durch den gemeinsamen Stützrahmen kann der Ein- und Ausbau des Maschinenkopfs der mehrsträngigen Knüppel-Stranggießanlage sehr rasch erfolgen.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden die Oszilliereinheiten und die Kokillen der mehrsträngige Knüppel-Stranggießanlage nicht einmal vom gemeinsamen Stützrahmen gelöst, sondern als Modul ein- und ausgebaut.
  • Nach dem Ankoppeln der Wasserversorgung an die Kokillen und dem Ankoppeln der Hydraulikversorgung an die Oszilliereinheiten ist die Funktionsfähigkeit des Maschinenkopfs wiederhergestellt. Anschließend werden die Segmente der Brammen-Stranggießanlage von der Hinterkonstruktion gelöst und ausgebaut, vorzugsweise über Schienen ausgefahren. Zum Führen und Stützen der Knüppelstränge werden Rollenpaaren mit der bestehenden Hinterkonstruktion verbunden. Um die Knüppelstränge im Bereich der Rollenpaare abkühlen zu können, werden die Kühldüsen der Rollenpaare an die bestehende Wasserversorgung der Stranggießmaschine angeschlossen. Schließlich wird zumindest eine Auszugseinheit - z.B. in Form eines Rollenpaares mit angetriebenen Rollen - zum Ausziehen mehrerer Knüppelstränge aus den Kokillen mit der Hinterkonstruktion der Stranggießanlage verbunden und die Auszugseinheit an die Hydraulikversorgung der Stranggießanlage verbunden.
  • Sowohl bei den Wasser- und Hydraulikversorgungen ist es vorteilhaft, wenn das An- und Abkoppeln dieser Verbindungen durch das An- bzw. Abkoppeln von sog. Schnellkupplungen erfolgt. Dadurch kann die Umbauzeit weiter reduziert werden.
  • Falls ein Knüppelstrang die Kokille der Knüppel-Stranggießmaschine gebogen mit einem Krümmungsradius verlässt, ist es vorteilhaft, wenn die Rollenpaare in der Strangführung der Knüppel-Stranggießmaschine derart mit der Hinterkonstruktion verbunden werden, dass für den Krümmungsradius R101 der Knüppel-Stranggießmaschine gilt 0,9*R1 ≤ R101 ≤ 1,1*R1, bevorzugt R101=R1, wobei R1 der Krümmungsradius der Brammen-Stranggießmaschine ist. Durch diese Maßnahme wird der bestehende Platz in der Stranggießanlage bestens ausgenutzt; außerdem ermöglich diese Wahl hohe Gießgeschwindigkeiten.
  • Falls ein Knüppelstrang die Kokille der Knüppel-Stranggießmaschine gerade in vertikaler Richtung verlässt, ist es vorteilhaft, wenn nach der Kokille der Knüppel-Stranggießmaschine eine Biegeeinrichtung zum Umlenken des vertikalen Knüppelstrangs auf eine Kreisbogenbahn mit Radius angeordnet wird.
  • Um den vorgegebenen Platz bestens auszunutzen und hohe Gießgeschwindigkeiten zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Rollenpaare in der Strangführung der Knüppel-Stranggießmaschine derart mit der Hinterkonstruktion verbunden werden, dass für den Krümmungsradius R101 der Knüppel-Stranggießmaschine gilt 0,5*R1 ≤ R101 ≤ R1, wobei R1 der Krümmungsradius der Brammen-Stranggießmaschine ist.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren nach Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Konkret erfolgt die Lösung der Aufgabe durch ein Verfahren zum Umbau einer mehrsträngigen Knüppel-Stranggießanlage in eine einsträngige Brammen-Stranggießanlage, wobei die Knüppel-Stranggießanlage umfasst:
    • einen gemeinsamen Stützrahmen für mehrere Knüppelstränge, und pro Knüppelstrang je eine Kokille zum Vergießen von flüssigem Stahl in einen Knüppelstrang und je eine Oszilliereinheit zum Oszillieren der Kokille;
    • eine Strangführung zum Stützen, Führen und Abkühlen der Knüppelstränge, wobei die Strangführung mehrere Rollenpaare zum Führen mehrerer Knüppelstränge und Kühldüsen zum Abkühlen der Knüppelstränge aufweist, wobei die Rollenpaare mit einer Hinterkonstruktion der Stranggießanlage verbunden sind;
    • zumindest eine Auszugseinheit zum Ausziehen der Knüppelstränge aus den Kokillen;
    aufweisend die Verfahrensschritte:
    1. i) Abkoppeln der zumindest einen Auszugseinheit von der Hydraulikversorgung der Stranggießanlage, Lösen der Auszugseinheit von der Hinterkonstruktion und Entfernen der Auszugseinheit aus der Stranggießanlage;
    2. ii) Abkoppeln der Kühldüsen der Rollenpaare von der Wasserversorgung;
    3. iii) Lösen der Rollenpaare von der Hinterkonstruktion und Entfernen der Rollenpaare aus der Stranggießanlage;
    4. iv) Einbau mehrerer hydraulisch verstellbarer Segmente zum Führen und Kühlen des Brammenstrangs in die Stranggießanlage, Verbinden der Segmente mit der Hinterkonstruktion, und Ankoppeln der Segmente an die Wasser- und die Hydraulikversorgung der Stranggießanlage, sodass der Brammenstrang in den Segmenten durch Kühldüsen abgekühlt und gegebenenfalls in seiner Dicke reduziert wird;
    5. v) Abkoppeln der Wasserversorgung von den Kokillen und Abkoppeln der Hydraulikversorgung von der Oszilliereinheiten der Stranggießanlage;
    6. vi) Ausbau des gemeinsamen Stützrahmens und der darin eingesetzten Kokillen und Oszilliereinheiten der Stranggießanlage und Einbau einer Kokille zum Vergießen von flüssigem Stahl in einen Brammenstrang und einer Oszilliereinheit zum Oszillieren der Kokille;
    7. vii) Ankoppeln der Wasserversorgung an die Kokille und Ankoppeln der Hydraulikversorgung an die Oszilliereinheit der Stranggießanlage.
  • Auch bei diesem Verfahren kann der Maschinenkopf der mehrsträngigen Knüppel-Stranggießanlage durch den gemeinsamen Stützrahmen rasch entfernt werden und der Maschinenkopf der Brammen-Stranggießanlage rasch eingesetzt werden. Außerdem können natürlich wieder die bestehende Hinterkonstruktion sowie die existierenden Wasser- und Hydraulikversorgungen weiterverwendet werden.
  • Falls der Brammenstrang die Kokille der Brammen-Stranggießmaschine gebogen mit einem Krümmungsradius verlässt, ist es vorteilhaft, wenn die Segmente in der Strangführung der Brammen-Stranggießmaschine derart mit der Hinterkonstruktion verbunden werden, dass für den Krümmungsradius R1 der Brammen-Stranggießmaschine gilt R101/1,1 ≤ R1 ≤ R101/0,9, bevorzugt R1=R101, wobei R101 der Krümmungsradius der Knüppel-Stranggießmaschine ist. Dadurch wird wieder der bestehende Platz bestens ausgenutzt und eine hohe Gießgeschwindigkeit ermöglicht.
  • Falls der Brammenstrang die Kokille der Brammen-Stranggießmaschine gerade in vertikaler Richtung verlässt, ist es vorteilhaft, wenn nach der Kokille der Brammen-Stranggießmaschine eine Biegeeinrichtung zum Umlenken des vertikalen Brammenstrangs auf eine Kreisbogenbahn mit Radius angeordnet wird.
  • Um den vorgegebenen Platz bestens auszunutzen und hohe Gießgeschwindigkeiten zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Segmente in der Strangführung der Brammen-Stranggießmaschine derart mit der Hinterkonstruktion verbunden werden, dass für den Krümmungsradius R1 der Brammen-Stranggießmaschine gilt R101 ≤ R1 ≤ 2*R101, wobei R101 der Krümmungsradius der Knüppel-Stranggießmaschine ist.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei die folgenden Figuren zeigen:
    • Fig 1 eine Darstellung einer einsträngigen Brammen-Stranggießanlage
    • Fig 2 eine Darstellung einer mehrsträngigen Knüppel-Stranggießanlage mit gerader Kokille
    • Fig 3 eine Darstellung einer mehrsträngigen Knüppel-Stranggießanlage mit gebogenen Kokillen
    • Fig 4 eine Darstellung eines Maschinenkopfs einer mehrsträngigen Knüppel-Stranggießanlage mit gebogenen Kokillen mit einem gemeinsamen Stützrahmen für drei Stränge
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • In Fig 1 ist eine einsträngige Brammen-Stranggießanlage 1 mit einer geraden Kokille 2, einer Oszilliereinheit 3, einer Strangführung 4, bestehend aus einer Biegeeinrichtung 5 zum Umbiegen des vertikalen Brammenstrangs B auf eine Kreisbogenbahn mit Radius R und insgesamt 14 hydraulisch verstellbaren Segmenten 4a...4n dargestellt. Die Segmente 4a...4h dienen dazu den Brammenstrang B auf dem Kreisbogen R bzw. R1 zu führen und den Brammenstrang durch Kühldüsen abzukühlen und ggf. in seiner Dicke zu reduzieren (z.B. durch eine Soft Core oder Liquid Core Reduction). Die nachfolgenden Segmente 4i...4n dienen dazu, den Brammenstrang B horizontal zu führen und ggf. die Dicke des Brammenstrangs B weiter zu reduzieren.
  • Oberhalb der eigentlichen Brammen-Stranggießanlage 1 wurden bestimmte Teile, wie die Kokille 2, die Oszilliereinheit 3, die Biegeeinrichtung 5 und ein Segment 4a...4n im Detail dargestellt. Die dicke Linie zwischen der unten dargestellten Brammen-Stranggießanlage 1 und der Detaildarstellung symbolisiert den örtlichen Zusammenhang zwischen den unterschiedlichen Darstellungen.
  • Wie in Fig 1 dargestellt, ist die Oszilliereinheit 3 mit dem Festland 6 der Stranggießanlage mechanisch verbunden und mit einer Hydraulikversorgung fluidtechnisch verbunden; weiters ist natürlich die Kokille 2 mit der Wasserversorgung verbunden. Außerdem sind die Segmente 4a...4n jeweils mit der Hinterkonstruktion 7 lösbar mechanisch verbunden und mit je einer Hydraulik- und einer Wasserversorgung fluidtechnisch verbunden. Mittels der Hydraulikversorgung kann der Brammenstrang B durch die mind. vier Hydraulikzylinder jedes Segments in seiner Dicke reduziert werden. Durch die Wasserversorgung kann der Brammenstrang B durch Kühldüsen abgekühlt werden.
  • Durch den Umbau der einsträngigen Brammen-Stranggießanlage 1 der Fig 1 in eine mehrsträngige Knüppel-Stranggießanlage 101 (siehe Fig 2 oder 3), soll der zeitlich schwankende Bedarf nach entweder Brammen oder Knüppeln zeitgerecht gestillt werden können und die Umbauzeiten niedrig gehalten werden. Dies erfolgt dadurch, dass möglichst viele Teile (z.B. die Hinterkonstruktion 7, das Festland 6 aber auch die bestehenden Wasser- und Hydraulikanschlüsse im Bereich des Maschinenkopfs und im Bereich der Strangführung 4) bei beiden Anlagentypen wiederverwendet werden. Um die Figuren nicht unnötig zu verkomplizieren, wurde auf die Darstellung der Hydraulik- und Wasserversorgungen verzichtet.
  • Beim Umbau wird wie folgt vorgegangen:
    Zuerst wird die Wasserversorgung von der Kokille 2 und die Hydraulikversorgung von der Oszilliereinheit 3 abgekoppelt. Dies erfolgt jeweils durch das Abkoppeln von Schnellkupplungen. Anschließend wird die Kokille 2 und die Oszilliereinheit 3 entfernt und stattdessen ein gemeinsamer Stützrahmen 111 (siehe Fig 4) für drei Knüppelstränge K eingebaut. In den gemeinsamen Stützrahmen 111 werden drei Oszilliereinheiten 103 und drei Kokillen 102 mit Knüppelformat eingesetzt. Der gemeinsame Stützrahmen 111 wird mit dem Festland 6 verbunden. Durch das Ankoppeln der Wasserversorgung an die Kokillen 102 (idealerweise nur ein Wasserzu- und ein Wasserabfluss für drei Kokillen, d.h. pro Stützrahmen) und das Ankoppeln der Hydraulikversorgung an die Oszilliereinheiten 103 (idealerweise wiederum nur eine Druckleitung und eine Tankleitung für drei Oszilliereinheiten, d.h. pro Stützrahmen) wird die Funktionsfähigkeit des Maschinenkopfs der Knüppel-Stranggießanlage 101 hergestellt. In weiterer Folge werden die Segmente 4a...4n von der Wasser- und Hydraulikversorgung abgekoppelt, die Segmente von der Hinterkonstruktion 7 gelöst und aus der Stranggießanlage über die dargestellten Schienen ausgefahren; außerdem wird die Biegeeinrichtung 5 entfernt. Anstelle der Biegeeinrichtung 5 und den Segmenten 4 der Brammen-Stranggießanlage wird in Fig 2 wiederum eine Biegeeinrichtung 105 für mehrere Knüppelstränge K und mehrere Rollenpaare 104a...104i zum Stützen und Führen der Knüppelstränge K angeordnet. Wie in Fig 2 dargestellt, werden die Rollenpaare 104a...104i mit der bestehenden Hinterkonstruktion 7 verbunden und die Kühldüsen der Rollenpaare an die existierende Wasserversorgung angeschlossen. Um das Ausziehen der Knüppelstränge K aus den Kokillen 102 zu ermöglichen, sind mehrere Rollenpaare als Auszugseinheiten ausgebildet, wobei die Rollenpaare durch einen Motor angetrieben werden. Hierzu werden diese Rollenpaare mit einem Hydraulikanschluss verbunden. Aus Fig 2 geht hervor, dass nicht alle Brammen-Segmente durch Rollenpaare ersetzt worden sind. Dies ist i.A. auch nicht erforderlich, da die Knüppelstränge typischerweise nicht im horizontalen Auslaufbereich dickenreduziert werden.
  • Im Unterschied zu den geraden Kokillen 102 der Knüppel-Stranggießanlage in Fig 2 weist die Knüppel-Stranggießanlage der Fig 3 gebogene Kokillen 102 auf. Durch die gebogenen Kokillen 102 entfällt die Notwendigkeit eine Biegeeinrichtung für die Knüppelstränge K einzubauen. Dadurch wird der Umbau weiter beschleunigt.
  • In Fig 4 ist schließlich ein Maschinenkopf einer mehrsträngigen Knüppel-Stranggießanlage 101 mit gebogenen Kokillen 102 dargestellt. Jede gebogene Kokille 102 wird durch eine Oszilliereinheit 103 oszilliert, wobei sich drei Oszilliereinheiten 103 wiederum auf dem gemeinsamen Stützrahmen 111 abstützen. Konkret wird der gemeinsame Stützrahmen 111 unterhalb der Brammen-Kokille 2 eingebaut, wobei diese vor dem Einbau natürlich entfernt wird.
  • Da der Umbau einer mehrsträngigen Knüppel-Stranggießanlage 101 in eine einsträngige Brammen-Stranggießanlage 1 im Wesentlichen in umgekehrter Richtung zum Umbau von einer einsträngige Brammen-Stranggießanlage 1 in eine mehrsträngige Knüppel-Stranggießanlage 101 von statten geht, ist auch dieses Umbauverfahren für einen Fachmann ausreichend offenbart.
  • Beim Umbau der mehrsträngigen Knüppel-Stranggießanlage 101 der Fig 3 in eine einsträngige Brammen-Stranggießanlage 1 wird wie folgt vorgegangen:
    Zuerst werden die Auszugseinheiten 108 von der Hydraulikversorgung der Stranggießanlage 101 abgekoppelt, die Auszugseinheiten 108 von der Hinterkonstruktion 7 gelöst und aus der Stranggießanlage entfernt. Anschließend werden auch die Kühldüsen der Rollenpaare 104a...104g von der Wasserversorgung abgekoppelt, die Rollenpaare von der Hinterkonstruktion 7 gelöst und aus der Stranggießanlage entfernt. Weiters werden mehrere hydraulisch verstellbare Segmente 4a...4n (siehe Fig 1) zum Führen und Kühlen des Brammenstrangs B in die Stranggießanlage eingebracht und die Segmente 4a...4n mit der Hinterkonstruktion 7 verbunden. Schließlich werden die Segmente 4a...4n an die Wasser- und die Hydraulikversorgung der Stranggießanlage angekoppelt, sodass der Brammenstrang B in den Segmenten 4a...4n durch Kühldüsen abgekühlt und gegebenenfalls in seiner Dicke reduziert werden kann. Im Anschluss an die Umrüstung der Strangführung 4 wird die Wasserversorgung von den Kokillen 102 und die Hydraulikversorgung von den Oszilliereinheiten 103 der Stranggießanlage abgekoppelt. Dann wird der gemeinsame Stützrahmen 111 und die darin eingesetzten Kokillen 102 und Oszilliereinheiten 103 ausgebaut und stattdessen eine Kokille 2 zum Vergießen von flüssigem Stahl in einen Brammenstrang B und eine Oszilliereinheit 3 zum Oszillieren der Kokille 2 eingebaut. Durch das Ankoppeln der Wasserversorgung an die Kokille 2 und das Ankoppeln der Hydraulikversorgung an die Oszilliereinheit 3 wird die Funktionsfähigkeit des Maschinenkopfs wiederhergestellt.
  • Für den Fachmann ist klar, dass es weder beim Umbauverfahren nach Anspruch 1 noch beim Umbauverfahren nach Anspruch 7, notwendig ist, die Verfahrensschritte genau in der angegebenen Reihenfolge, z.B. i bis x bei Anspruch 1 bzw. i bis vii bei Anspruch 7, durchzuführen. So könnten z.B. die Schritte v bis x bei Anspruch 1 auch vor den Schritten i bis iv durchgeführt werden. Ähnliches gilt für Anspruch 7.
  • Unter den Schutzbereich der Erfindung soll auch der Umbau einer mehrsträngigen (z.B. zweisträngigen) Brammen-Stranggießanlage in mehrere (z.B. wiederum zwei) mehrsträngige Knüppel-Stranggießanlagen und vice versa fallen. In diesem Fall werden die Verfahrensschritte mehrfach, d.h. jeweils einmal pro Brammenstrang, durchgeführt.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, innerhalb des Schutzumfangs der beiliegenden Ansprüche.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    einsträngige Brammen-Stranggießanlage
    2
    Kokille für die Brammen-Stranggießanlage
    3
    Oszilliereinheit für die Brammen-Stranggießanlage
    4
    Strangführung für die Brammen-Stranggießanlage
    4a...4n
    Segment der Strangführung
    5
    Biegeeinrichtung
    6
    Festland
    7
    Hinterkonstruktion
    101
    mehrsträngige Knüppel-Stranggießanlage
    102
    Kokille für die Knüppel-Stranggießanlage
    103
    Oszilliereinheit für die Knüppel-Stranggießanlage
    104
    Strangführung für die Knüppel-Stranggießanlage
    104a...104i
    Rollenpaar
    105
    Biegeeinrichtung für die Knüppel-Stranggießanlage
    108
    Auszugseinheit
    111
    gemeinsamer Stützrahmen
    B
    Brammenstrang
    K
    Knüppelstrang
    R,R1,R101
    Krümmungsradius

Claims (12)

  1. Verfahren zum Umbau einer einsträngigen Brammen-Stranggießanlage (1) in eine mehrsträngige Knüppel-Stranggießanlage (101), wobei die Brammen-Stranggießanlage (1) umfasst:
    - eine Kokille (2) zum Vergießen von flüssigem Stahl in einen Brammenstrang (B) und eine Oszilliereinheit (3) zum Oszillieren der Kokille (2);
    - eine Strangführung (4) zum Stützen, Führen und Abkühlen des Brammenstrangs (B), wobei die Strangführung (4) mehrere hydraulisch verstellbare Segmente (4a...4n) aufweist, der Brammenstrang (B) in den Segmenten (4a...4n) durch Kühldüsen abgekühlt und gegebenenfalls in seiner Dicke reduziert wird, die Segmente (4a...4n) mit einer Hinterkonstruktion (7) mechanisch und mit je einer Hydraulik- und einer Wasserversorgung fluidtechnisch verbunden sind;
    aufweisend die Verfahrensschritte:
    i) Abkoppeln der Wasserversorgung von der Kokille (2) und Abkoppeln der Hydraulikversorgung von der Oszilliereinheit (3) der Stranggießanlage;
    ii) Ausbau der Kokille (2) und der Oszilliereinheit (3) und Einbau eines gemeinsamen Stützrahmens (111) für mehrere Knüppelstränge (K) im Bereich des Maschinenkopfs der Stranggießanlage, wobei der gemeinsame Stützrahmen (111) mit dem Festland (6) der Stranggießanlage verbunden wird;
    iii) Einbau je einer Kokille (102) zum Vergießen von flüssigem Stahl in einen Knüppelstrang (K) und je einer Oszilliereinheit (103) zum Oszillieren der Kokille (102) pro Knüppelstrang (K), wobei mehrere Oszilliereinheiten (103) mit dem gemeinsamen Stützrahmen (111) verbunden werden;
    iv) Ankoppeln der Wasserversorgung an die Kokillen (2) und Ankoppeln der Hydraulikversorgung an die Oszilliereinheiten (3) ;
    v) Abkoppeln der Wasserversorgung und Hydraulikversorgung von den Segmenten (4a...4n) ;
    vi) Lösen der Segmente (4a...4n) von der Hinterkonstruktion (7) der Stranggießanlage und Ausbau der Segmente (4a...4n) aus der Stranggießanlage;
    vii) Verbinden von Rollenpaaren (104a...104i) zum Führen mehrerer Knüppelstränge (K) mit der Hinterkonstruktion (7), wobei die Knüppelstränge (K) durch ein Rollenpaar (104a...104i) beidseitig gestützt und durch Kühldüsen abgekühlt werden;
    viii) Ankoppeln der Kühldüsen der Rollenpaare (104a...104i) an die Wasserversorgung;
    ix) Verbinden von zumindest einer Auszugseinheit (108) zum Ausziehen mehrerer Knüppelstränge (K) aus den Kokillen (102) mit der Hinterkonstruktion (7);
    x) Ankoppeln der Auszugseinheit (108) an die Hydraulikversorgung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Knüppelstrang (K) die Kokille (102) der Knüppel-Stranggießmaschine (101) gebogen mit einem Krümmungsradius (R, R101) verlässt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenpaare (104a...104i) in der Strangführung (104) der Knüppel-Stranggießmaschine (101) derart mit der Hinterkonstruktion (7) verbunden werden, dass für den Krümmungsradius R101 der Knüppel-Stranggießmaschine (101) gilt 0,9*R1 ≤ R101 ≤ 1,1*R1, bevorzugt R101=R1, wobei R1 der Krümmungsradius der Brammen-Stranggießmaschine (1) ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Knüppelstrang (K) die Kokille (102) der Knüppel-Stranggießmaschine (101) gerade in vertikaler Richtung verlässt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Kokille (102) der Knüppel-Stranggießmaschine (101) eine Biegeeinrichtung (105) zum Umlenken des vertikalen Knüppelstrangs (K) auf eine Kreisbogenbahn mit Radius (R101) angeordnet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenpaare (104a...104i) in der Strangführung (104) der Knüppel-Stranggießmaschine (101) derart mit der Hinterkonstruktion (7) verbunden werden, dass für den Krümmungsradius R101 der Knüppel-Stranggießmaschine (101) gilt 0,5*R1 ≤ R101 ≤ R1, wobei R1 der Krümmungsradius der Brammen-Stranggießmaschine (1) ist.
  7. Verfahren zum Umbau einer mehrsträngigen Knüppel-Stranggießanlage (101) in eine einsträngige Brammen-Stranggießanlage (1), wobei die Knüppel-Stranggießanlage (101) umfasst:
    - einen gemeinsamen Stützrahmen (111) für mehrere Knüppelstränge (K), und pro Knüppelstrang (K) je eine Kokille (102) zum Vergießen von flüssigem Stahl in einen Knüppelstrang (K) und je eine Oszilliereinheit (103) zum Oszillieren der Kokille (102);
    - eine Strangführung (104) zum Stützen, Führen und Abkühlen der Knüppelstränge (K), wobei die Strangführung (104) mehrere Rollenpaare (104a...104i) zum Führen mehrerer Knüppelstränge (K) und Kühldüsen zum Abkühlen der Knüppelstränge (K) aufweist, wobei die Rollenpaare (104a...104i) mit einer Hinterkonstruktion (7) der Stranggießanlage verbunden sind;
    - zumindest eine Auszugseinheit (108) zum Ausziehen der Knüppelstränge (K) aus den Kokillen (102);
    aufweisend die Verfahrensschritte:
    i) Abkoppeln der zumindest einen Auszugseinheit (108) von der Hydraulikversorgung der Stranggießanlage, Lösen der Auszugseinheit (108) von der Hinterkonstruktion (7) und Entfernen der Auszugseinheit (108) aus der Stranggießanlage;
    ii) Abkoppeln der Kühldüsen der Rollenpaare (104a...104i) von der Wasserversorgung;
    iii) Lösen der Rollenpaare (104a...104i) von der Hinterkonstruktion (7) und Entfernen der Rollenpaare (104a...104i) aus der Stranggießanlage;
    iv) Einbau mehrerer hydraulisch verstellbarer Segmente (4a...4n) zum Führen und Kühlen des Brammenstrangs (B) in die Stranggießanlage, Verbinden der Segmente (4a...4n) mit der Hinterkonstruktion (7), und Ankoppeln der Segmente (4a...4n) an die Wasser- und die Hydraulikversorgung der Stranggießanlage, sodass der Brammenstrang (B) in den Segmenten (4a...4n) durch Kühldüsen abgekühlt und gegebenenfalls in seiner Dicke reduziert wird;
    v) Abkoppeln der Wasserversorgung von den Kokillen (102) und Abkoppeln der Hydraulikversorgung von der Oszilliereinheiten (103) der Stranggießanlage;
    vi) Ausbau des gemeinsamen Stützrahmens (111) und der darin eingesetzten Kokillen (102) und Oszilliereinheiten (103) der Stranggießanlage und Einbau einer Kokille (2) zum Vergießen von flüssigem Stahl in einen Brammenstrang (B) und einer Oszilliereinheit (3) zum Oszillieren der Kokille (2);
    vii) Ankoppeln der Wasserversorgung an die Kokille (2) und Ankoppeln der Hydraulikversorgung an die Oszilliereinheit (3) der Stranggießanlage.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Brammenstrang (B) die Kokille (2) der Brammen-Stranggießmaschine (1) gebogen mit einem Krümmungsradius (R, R1) verlässt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (4a...4n) in der Strangführung (4) der Brammen-Stranggießmaschine (1) derart mit der Hinterkonstruktion (7) verbunden werden, dass für den Krümmungsradius R1 der Brammen-Stranggießmaschine (1) gilt R101/1,1 ≤ R1 ≤ R101/0,9, bevorzugt R1=R101, wobei R101 der Krümmungsradius der Knüppel-Stranggießmaschine (101) ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Brammenstrang (B) die Kokille (2) der Brammen-Stranggießmaschine (1) gerade in vertikaler Richtung verlässt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Kokille (2) der Brammen-Stranggießmaschine (1) eine Biegeeinrichtung (5) zum Umlenken des vertikalen Brammenstrangs (B) auf eine Kreisbogenbahn mit Radius (R1) angeordnet wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (4a...4n) in der Strangführung (4) der Brammen-Stranggießmaschine (1) derart mit der Hinterkonstruktion (7) verbunden werden, dass für den Krümmungsradius R1 der Brammen-Stranggießmaschine (1) gilt R101 ≤ R1 ≤ 2*R101, wobei R101 der Krümmungsradius der Knüppel-Stranggießmaschine (101) ist.
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