EP3256276A1 - GIEßANLAGE - Google Patents

GIEßANLAGE

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EP3256276A1
EP3256276A1 EP16700043.9A EP16700043A EP3256276A1 EP 3256276 A1 EP3256276 A1 EP 3256276A1 EP 16700043 A EP16700043 A EP 16700043A EP 3256276 A1 EP3256276 A1 EP 3256276A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
roller segment
input
output
segment
Prior art date
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Granted
Application number
EP16700043.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3256276B1 (de
Inventor
Thomas Heimann
Uwe Plociennik
Markus Reifferscheid
Christoph Tischner
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.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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 SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP3256276A1 publication Critical patent/EP3256276A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3256276B1 publication Critical patent/EP3256276B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • 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
    • B22D11/141—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
    • B22D11/142—Plants for continuous casting for curved casting

Definitions

  • the invention relates to a casting plant for the casting of liquid metal, in particular steel to a casting strand.
  • Casting plants are basically known in the prior art, for example from Austrian Pat. No. 2,445,222 and German
  • Laid-Open Specification 2,117,110 Both documents disclose a casting installation with a mold for producing a casting strand from supplied molten metal and a strand guide for transferring the casting strand into the horizontal.
  • the strand guide has at least one of the mold in the casting direction downstream input roller segment and the input roller segment downstream in the casting direction output roller segment.
  • the invention has the object, the strand guide of a known casting plant to the effect
  • the structurally identical design of the two segments in the strand guide saves the development and production of different roller segments.
  • the development and production costs of the strand guide are therefore lower than in a strand guide, which has only each different roll segments.
  • For the operator of the casting plant is also the maintenance of each Roller segments cheaper, because only one type of role segment held and maintained.
  • roller segment means in each case a segment consisting of a top frame and a bottom frame, on each of which a plurality of strand guide rollers are rotatably mounted. while the subframe, with its strand guide rollers mounted thereon, faces the underside of the cast strand, the top frame and the subframe are
  • roller segment expressly does not mean single rollers or individual roller pairs, but exclusively the said segment construction
  • a driving device is arranged in the casting direction behind the strand guide for pulling the casting strand out of the strand guide.
  • the mold can be used as a funnel mold or as a parallel mold with parallel
  • the mold may be straight or curved.
  • the strand guide has only two roller segments, namely the said input roller segment and the identical output roller segment, wherein the two roller segments are then arranged directly behind one another in the casting direction and wherein the
  • Input roller segment corresponds.
  • the longitudinal section of the input roller segment and the output roller segment can each extend over an angular range of 45 °.
  • the two successively arranged roller segments then cover a quarter circle completely.
  • the input roller segment and the output roller segment can also be designed such that their longitudinal sections only extend over an angular range of less than 45 °.
  • Input roller segment and the identical output roller segment also have an intermediate roller segment, wherein the input radius of the
  • Input roller segment and the output radius of the intermediate roller segment should then correspond to the input radius of the Harmonensegmentes to a smooth as possible, d. H. kink-free transition of the casting strand in the
  • the Swiss-Tensegment is then preferably formed with a circular arc or Doppelklothoidenförmigen longitudinal section.
  • the input roll segment and the output roll segment are in their
  • Longitudinal section each formed in a circular arc or in the form of a clothoid or each with a straight and a subsequent arcuate section.
  • Input roller segment is arranged in the strand guide.
  • the said mirror offset arrangement of the output roller segment in the strand guide is required.
  • the output roller segment in the casting direction is followed by a separate straightening device for transferring the
  • Casting strand in the horizontal This is typically required, in particular, if the starting roll segment-just like the identical entry roll segment-is formed with a circular-arc-shaped or clothoid-shaped longitudinal cut.
  • the straightening device and the driver device can be designed as a structural unit, which reduces costs.
  • the input and the output roller segment are each formed with a circular longitudinal section, they may, for example, have a radius of 2,100 mm and 10 strand guide roller pairs each.
  • insects or the output roller segment can be designed as axle or as a pin rollers.
  • the strand guide may be followed by a furnace device in the casting direction for homogenizing the temperature of the casting strand.
  • the driver device, the straightening device or the structural unit can be arranged either between the strand guide and the furnace device or within the furnace device.
  • the maximum height of the casting plant from the entrance of the mold to the horizontal outlet of the strand guide is 4 m.
  • the horizontal extent of the casting plant from the mold to the end of the strand guide is advantageously 3 m.
  • the low height and the short length of the casting advantageously allow a relatively high exit temperature of the casting from the casting machine, this exit temperature is already close to the required inlet temperature of the casting in a casting plant typically downstream rolling mill. For this reason, the energy costs for reheating the casting strand before rolling
  • Figure 1 shows a first embodiment of the casting machine according to the invention with a straight mold and clothoid-shaped strand guide;
  • Figure 2 shows a fifth embodiment of the casting machine according to the invention with a straight mold and a straight and an arcuate portion in the longitudinal section of the strand guide;
  • Figure 3 shows a second embodiment of the casting machine according to the invention with a curved mold and in longitudinal section clothoid-shaped strand guide;
  • Figure 4 shows the casting plant according to the invention with only two segments in the strand guide in a plan view;
  • a third embodiment of the casting installation according to the invention with a bent mold and a circular strand guide and a scissors arranged between the strand guide and a furnace device arranged downstream in the casting direction,
  • FIG. 6 shows a fourth embodiment of the casting machine according to the invention according to the third embodiment, wherein, however, the scissors is not arranged before, but in the casting behind the oven device; the temperature profile of the G fauxstrangs when passing through the strand guide according to the invention; and
  • FIG. 8 shows a size comparison of the micro-ultrathin strip production USP plant according to the invention with other known continuous casting plants.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the casting installation 100 according to the invention.
  • the casting installation comprises a currently constructed and vertically oriented mold 1 10 and a strand guide 120 downstream in the casting direction of the mold.
  • a cast strand 200 cast in the mold is moved into the horizontal with the aid of the strand guide 120 transferred or diverted.
  • the strand guide in the first embodiment comprises only two segments, namely an input roller segment 122, which is arranged directly behind the mold.
  • the input roller segment 122 is a Starting roller segment 124 downstream in casting.
  • Input roller segment and the output roller segment are designed identical with, for example, each 12 Strangschreibungsrollencruen.
  • the two segments are each formed in their longitudinal section klothoidenformig. None of the roller pairs of the two segments is rotationally driven and therefore the roller pairs of the segments are not suitable for conveying the strand out of the mold or out of the strand guide. This task is done by one of the
  • the height H of the caster is a maximum of 4 m; Its horizontal extent L is from the mold to the beginning of the horizontal guidance of the casting strand a maximum of 3 m.
  • the mold 1 10 may be formed as a funnel mold with a cone-shaped enlarged Eing mano réelle for the melt or as a parallel mold with two completely parallel broad side walls. In the one shown in FIG.
  • both the input roller segment 122 as well as the output roller segment 124 in their longitudinal section each have a
  • the last rolls in the casting direction R of the output roll segment 124 are also used in the first embodiment as counter-pressure rolls for the straightening unit 160.
  • the straightening unit 160 and the drive unit 130 may consist of a single roll
  • Figure 2 shows a fifth embodiment of the invention
  • the input roller segment 122 and the output roller segment 124 are not strict in their longitudinal section are formed clothoid-shaped, but each has a straight section and a subsequent curved section, here, for example, clothoid-shaped curved section.
  • the input segment 122 on the input side of the mold some additional trailing pairs of rollers - exemplified 3 - which are aligned as a straight portion of the input roller segment straight and connect the output of the mold 1 10 with the clothoid arcuate portion of the input roller segment 122.
  • Input roller segment mirrored arranged in the strand guide
  • Outgoing roll segment 124 comprises on the output side here by way of example three
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the invention
  • Roller pairs is the arc length of the two roller segments 122, 124 chosen so that their transition is at a height of 45 ° of the four-circle; this corresponds to the point section A-A in Figure 3. But because the arc length of the two
  • the transition to the horizontal must therefore be made in this second embodiment of an additionally provided straightening device 160.
  • the straightening device 160 is advantageously provided with a Driver device 130 realized in a structural unit.
  • the structural unit then consists of at least 2 at least partially driven roller pairs.
  • a scissors 140 and a furnace device 150 connect to the driver device 130
  • FIG. 4 shows a plan view of the casting installation 100 according to the invention, for example according to the first or second embodiment.
  • the mold 1 can be seen on the left-hand edge of the picture.
  • the mold is followed by the first input roller segment 122 and the output roller segment 124 in the casting direction.
  • To recognize are also the connections 128 for the electrical power supply and the cooling water of the roller segments. Due to the different
  • Roller segments 122, 124 in the example shown in Figure 4 and thus also in the first and second embodiments, mirrored in the
  • Strand guide 120 are arranged. Especially in the training of the
  • Input roller segment 122 and the output roller segment 124 each with a clothoid-shaped longitudinal section, it is necessary for a smooth, that is kink-free transition between the roller segments, that the input radius of the output roller segment 124 the output radius of the
  • Input roller segment 122 corresponds. This is achieved by the mirror-offset arrangement of the roller segments according to FIG.
  • FIG. 5 shows a third exemplary embodiment of the casting installation 100 according to the invention with a curved funnel mold 1 10 and a strand guide 120 adjoining it.
  • Starting roller segment 124 are each formed with a circular longitudinal section. Therefore, the input radius of the output roller segment 124 is automatically equal to the output radius of the input roller segment 122 and It therefore does not require a mirror-offset use of the roller segment 124 in the strand guide 120.
  • the curvature of the mold 1 10 also corresponds to the radius of the input roller segment, so that even in the transition between the mold 1 10 and the input roller segment 122 no kink in the leadership of the cast strand 200th occurs. The last roles of the
  • Starting roller segment 124 act again in this third embodiment as an abutment to the sepratraten straightening unit 160.
  • the first rollers of the input roller segment do not act as bending rollers, because the cast strand already has its own tendency to continue with the mold radius when exited from the curved hopper mold 1 10. It therefore requires no bending forces to the cast strand on another
  • FIG. 6 shows a fourth exemplary embodiment of the invention
  • Caster 100 It corresponds in its construction substantially to the third embodiment according to Figure 5, but with the difference that the scissors 140 is arranged in the casting direction not before, but behind the oven device 150.
  • This offers the advantage that the cold strand, with the aid of which the cast strand is first conveyed out of the mold and through the strand guide at the beginning of each melting process, in an area between the strand guide and the kiln inlet from the guide line for the cast strand 200
  • FIG. 6 shows how, after passing through the strand guide 120, the cold strand can be led upwards outside the casting line. Unlike the third embodiment according to FIG 5 is the
  • Scissors 140 now no longer in the way the shown Abtrangsport the dummy strand. Due to the repositioning of the scissors, the oven device can be brought closer to the output of the strand guide 120 in this fourth embodiment, whereby advantageously the average temperature of the cast strand in the area between the end of the secondary cooling, ie the end of the output roll segment 124 and the kiln inlet only by approx 20 ° C drops.
  • FIG. 7 shows a typical temperature profile of the cast strand 200
  • the upper temperature line shows the core temperature
  • the second or middle temperature line the average temperature
  • the lower temperature line the temperature respectively in the middle of the upper side of the cast strand.
  • the graph shows the Temperaturveraluf the cast strand in ° C above the casting direction R starting at the mold level in the mold 1 10.
  • the input roller segment 122 and this the output roller segment 124 follows.
  • the abscissa is, as I said, the casting direction, d. H. the strand guide length is plotted in meters. This size should not be confused with the horizontal extent of the casting plant, which is typically much shorter.
  • Falling below the core temperature of the casting strand 200 below the line of solidus temperature at about 3.9 m from the casting level represents the position of the sump tip, d. H. the location of the solidification. In this position, which also depends on the casting speed of 5.80 m / min, which is chosen here by way of example, the sump tip is still located in front of the last roll of the strand guide 120, d. H. still within the output roll segment 124.
  • the output of the output roller segment 124 and the kiln inlet at a distance of approx. 7.5 m from the casting level is only approx. 60 ° C.
  • As a run-in temperature of the casting strand of 1 .210 ° C in the furnace means for the at the
  • Furnace 150 subsequent rolling mill is high enough, is only at low casting speeds require a short furnace device 150 or inductive heating.
  • FIG. 8 shows a merely exemplary size comparison of FIG
  • micro-USP system with known from the prior art continuous casting, on the one hand with a known standard continuous-slap production CSP system and a micro-CSP system.
  • the dimensions given by way of example in tabular form should be self-explanatory.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gießanlage zum Gießen von flüssigem Metall, insbesondere Stahl zu einem Gießstrang. Die Gießanlage umfasst eine Kokille zum Erzeugen eines Gießstrangs aus der zugeführten Metallschmelze und eine Strangführung zum Überführen des Gießstrangs in die Horizontale. Die Strangführung weist mindestens ein der Kokille in Gießrichtung nachgeordnetes Eingangsrollensegment und weiter nachfolgend ein Ausgangsrollensegment auf. Um die Strangführung einfacher und kostengünstiger herstellen und warten zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Eingangsrollensegment und das Ausgangsrollensegment der Strangführung baugleich auszubilden.

Description

Gießanlage
Die Erfindung betrifft eine Gießanlage zum Gießen von flüssigem Metall, insbesondere Stahl zu einem Gießstrang.
Gießanlagen sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, so beispielsweise aus der österreichischen Patentschrift 244522 und der deutschen
Offenlegungsschrift 2 1 17 1 10. Beide Druckschriften offenbaren jeweils eine Gießanlage mit einer Kokille zum Erzeugen eines Gießstrangs aus zugeführter Metallschmelze und einer Strangführung zum Überführen des Gießstrangs in die Horizontale. Die Strangführung weist mindestens ein der Kokille in Gießrichtung nachgeordnetes Eingangsrollensegment und ein dem Eingangsrollensegment in Gießrichtung nachgeordnetes Ausgangsrollensegment auf.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Strangführung einer bekannten Gießanlage dahingehend
weiterzubilden, dass sie einfacher und kostengünstiger herzustellen und zu warten ist.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Dieser ist für die einleitend beschriebene Gießanlage dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsrollensegment und das Ausgangsrollensegment der Strangführung baugleich ausgebildet sind.
Die baugleiche Ausbildung der beiden Segmente in der Strangführung erspart die Entwicklung und Herstellung unterschiedlicher Rollensegmente. Die Entwicklungsund Herstellungskosten der Strangführung sind deshalb geringer als bei einer Strangführung, welche nur jeweils unterschiedliche Rollensegmente aufweist. Für den Betreiber der Gießanlage wird auch die Wartung der einzelnen Rollensegmente preisgünstiger, weil lediglich ein Typ von Rollensegment vorgehalten und gewartet werden muss.
Der Begriff„Rollensegment" meint im Rahmen der vorliegenden Beschreibung jeweils ein Segment bestehend aus einem Oberrahmen und einem Unterrahmen, an denen jeweils eine Mehrzahl von Strangführungsrollen drehbar gelagert sind. Innerhalb der Strangführung ist der Oberrahmen mit seinen daran gelagerten Strangführungsrollen der Oberseite des Gießstrangs zugewandt, während der Unterrahmen mit seinen daran gelagerten Strangführungsrollen der Unterseite des Gießstrangs zugewandt ist. Der Oberrahmen und der Unterrahmen sind
typischerweise über mechanische Bolzen oder Hydraulikzylinder fest oder variabel zueinander beabstandet und miteinander verbunden. Der Gießstrang wird zwischen dem Oberrahmen und dem Unterrahmen hindurchgeführt. Jeweils eine am Oberrahmen gelagerte Strangführungsrolle bildet zusammen mit einer gegenüberliegenden am Unterrahmen drehbar gelagerten Strangführungsrolle ein Rollenpaar. Der Begriff„Rollensegment" meint im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausdrücklich keine Einzelrollen oder Einzelrollenpaare, sondern ausschließlich die besagte Segmentkonstruktion. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung sind sämtliche Strangführungsrollen des Eingangsrollensegmentes, des Ausgangsrollensegmentes oder eines
Zwischenrollensegmentes antriebslos, d. h. ohne Antrieb, gelagert. Sie sind deshalb nicht geeignet, den Gießstrang aus der Kokille und durch die
Strangführung hindurch zu fördern.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist es deshalb erforderlich, dass in Gießrichtung hinter der Strangführung eine Treibereinrichtung angeordnet ist zum Herausziehen des Gießstrangs aus der Strangführung. Die Kokille kann als Trichterkokille oder als Parallelkokille mit parallelen
Breitseitenwänden ausgebildet sein. Unabhängig davon kann die Kokille gerade oder bogenförmig ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Strangführung lediglich zwei Rollensegmente, nämlich das besagte Eingangsrollensegment und das baugleiche Ausgangsrollensegment, wobei die beiden Rollensegmente dann in Gießrichtung unmittelbar hintereinander angeordnet sind und wobei der
Eingangsradius des Ausgangsrollensegmentes dem Ausgangsradius des
Eingangsrollensegmentes entspricht.
Bei dieser Konstellation kann sich der Längsschnitt des Eingangsrollensegmentes und des Ausgangsrollensegmentes jeweils über einen Winkelbereich von 45° erstrecken. Die beiden hintereinander angeordneten Rollensegmente decken dann einen Viertelkreis vollständig ab.
Alternativ können das Eingangsrollensegment und das Ausgangsrollensegment auch derart ausgebildet sein, dass sich ihre Längsschnitte jeweils nur über einen Winkelbereich von weniger als 45° erstrecken.
Alternativ zu der Ausgestaltung der Strangführung mit nur zwei Rollensegmenten, nämlich dem Eingangsrollensegment und dem baugleichen
Ausgangsrollensegment, kann die Strangführung zwischen dem
Eingangsrollensegment und dem baugleichen Ausgangsrollensegment auch ein Zwischenrollensegment aufweisen, wobei der Eingangsradius des
Zwischenrollensegmentes dann dem Ausgangsradius des
Eingangsrollensegmentes und der Ausgangsradius des Zwischenrollensegmentes dann dem Eingangsradius des Ausgangsrollensegmentes entsprechen sollte, um einen möglichst glatten, d. h. knickfreien Übergang des Gießstrangs in die
Horizontale zu realisieren. Das ZwischenroNensegment ist dann vorzugsweise mit einem kreisbogenförmigen oder doppelklothoidenförmigen Längsschnitt ausgebildet.
Das Eingangsrollensegment und das Ausgangsrollensegment sind in ihrem
Längsschnitt jeweils kreisbogenförmig oder in Form einer Klothoide oder jeweils mit einem graden und einem anschließend bogenförmigen Abschnitt ausgebildet.
Um bei einer Gießanlage mit einer Strangführung, welche lediglich das
Eingangsrollensegment und das Ausgangsrollensegment, also kein
ZwischenroNensegment aufweist, eine möglichst glatte, d. h. knickfreie Umlenkung des Gießstrangs aus der Vertikalen in die Horizontale zu realisieren, ist es erforderlich, das Ausgangsrollensegment in der Strangführung derart anzuordnen, dass sein Eingangsradius dem Ausgangsradius des Eingangsrollensegmentes entspricht. Bei Ausbildung des Eingangs- und des Ausgangsrollensegmentes mit kreisförmigem Längsschnitt ist dies automatisch der Fall. Bei Ausbildung des Eingangsrollensegmentes und des Ausgangsrollensegmentes mit jedoch klothoidenförmigem Längsschnitt oder mit einem graden und einem anschließend bogenförmigen Abschnitt im Längsschnitt ist es dann jedoch erforderlich, dass das Ausgangsrollensegment spiegelversetzt zu dem baugleichen
Eingangsrollensegment in der Strangführung angeordnet wird. Diese
spiegelversetzte Anordnung ist deswegen erforderlich, weil bei den beiden zuletzt genannten Längsschnittsformen das Eingangs- und das Ausgangsrollensegment jeweils einen von ihrem Ausgangsradius abweichenden Eingangsradius
aufweisen. Um dennoch die für den glatten Übergang in die Horizontale
erforderliche Bedingung, dass der Eingangsradius des Ausgangsrollensegmentes dem Ausgangsradius des Eingangsrollensegmentes entspricht, ist die besagte spiegelversetzte Anordnung des Ausgangsrollensegmentes in der Strangführung erforderlich. In allen Fällen, in denen der Gießstrang die Strangführung nicht spannungsfrei in Richtung der Horizontalen verlässt, d. h. insbesondere in denen die Strangführungsrollen des Ausgangsrollensegment.es nicht bereits als Richtrollen fungieren, ist es erforderlich, dass dem Ausgangsrollensegment in Gießrichtung eine separate Richteinrichtung nachgeschaltet wird zum Überführen des
Gießstrangs in die Horizontale. Dies ist typischerweise insbesondere dann erforderlich, wenn das Ausgangsrollensegment - genau wie das baugleiche Eingangsrollensegment - mit kreisbogenförmigem oder klothoidenförmigem Längsschnitt ausgebildet ist.
Die Richteinrichtung und die Treibereinrichtung können als bauliche Einheit ausgebildet sein, was die Kosten reduziert.
Wenn das Eingangs- und das Ausgangsrollensegment jeweils mit kreisförmigem Längsschnitt ausgebildet sind, so können sie beispielsweise einen Radius von 2.100 mm und jeweils 10 Strangführungsrollenpaare aufweisen.
Die Strangführungsrollen des Eingangsrollensegmentes, des
Zwischenrollensegmentes oder des Ausgangsrollensegmentes können als Achsrollen oder als Zapfenrollen ausgebildet sein. Der Strangführung kann in Gießrichtung eine Ofeneinrichtung nachgeschaltet sein zum Homogenisieren der Temperatur des Gießstrangs.
Die Treibereinrichtung, die Richteinrichtung oder die bauliche Einheit können entweder zwischen der Strangführung und der Ofeneinrichtung oder innerhalb der Ofeneinrichtung angeordnet sein.
Zwischen dem Ausgang der Treibereinrichtung und der Ofeneinrichtung oder in Gießrichtung hinter der Ofeneinrichtung ist eine Schere vorzusehen zum Zerteilen des Gießstrangs in Brammen mit geeigneter Länge. Vorteilhafterweise beträgt die maximale Höhe der Gießanlage vom Eingang der Kokille bis zum horizontalen Auslauf der Strangführung 4 m. Die horizontale Erstreckung der Gießanlage von der Kokille bis zum Ende der Strangführung beträgt vorteilhafterweise 3 m.. Die geringe Höhe und die kurze Länge der Gießanlage ermöglichen vorteilhafterweise eine relativ hohe Austrittstemperatur des Gießstrangs aus der Gießmaschine, wobei diese Austrittstemperatur bereits nahe der erforderlichen Eintrittstemperatur des Gießstrangs in ein der Gießanlage typischerweise nachgeschaltetes Walzwerk liegt. Aus diesem Grund können die Energiekosten zur Wiedererwärmung des Gießstrangs vor dem Walzen
vergleichsweise gering gehalten werden. Die geringe Bauhöhe und die kurze Länge der Gießanlage begünstigen darüber hinaus den Bau kleiner
kostengünstiger Gießhallen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gießanlage sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Beschreibung sind insgesamt 8 Figuren beigefügt, wobei
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gießanlage mit gerader Kokille und klothoidenförmiger Strangführung;
Figur 2 ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gießanlage mit gerader Kokille und einem geraden und einem bogenförmigen Abschnitt im Längsschnitt der Strangführung;
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gießanlage mit gekrümmter Kokille und im Längsschnitt klothoidenförmiger Strangführung;
Figur 4 die erfindungsgemäße Gießanlage mit lediglich zwei Segmenten in der Strangführung in einer Draufsicht; ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gießanlage mit gebogener Kokille und kreisförmiger Strangführung und einer zwischen der Strangführung und einer in Gießrichtung nachgeschalteten Ofeneinrichtung angeordneten Schere,
Figur 6 ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gießanlage entsprechend dem dritten Ausführungsbeispiel, wobei allerdings die Schere nicht vor, sondern in Gießrichtung hinter der Ofeneinrichtung angeordnet ist; den Temperaturverlauf des Gießstrangs bei Durchlaufen der erfindungsgemäßen Strangführung; und Figur 8 einen Größenvergleich der erfindungsgemäßen Micro-ultrathin-strip- production USP-Anlage mit anderen bekannten Stranggießanlagen zeigt. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gießanlage 100. Demnach umfasst die Gießanlage eine gerade gebaute und vertikal ausgerichtete Kokille 1 10 und eine in Gießrichtung der Kokille nachgelagerte Strangführung 120. Ein in der Kokille gegossener Gießstrang 200 wird mit Hilfe der Strangführung 120 in die Horizontale überführt bzw. umgelenkt. Zu diesem Zweck umfasst die Strangführung in dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich zwei Segmente, nämlich ein Eingangsrollensegment 122, welches unmittelbar hinter der Kokille angeordnet ist. Dem Eingangsrollensegment 122 ist ein Ausgangsrollensegment 124 in Gießhchtung nachgeordnet. Das
Eingangsrollensegment und das Ausgangsrollensegment sind baugleich ausgeführt mit beispielsweise jeweils 12 Strangfuhrungsrollenpaaren. Die beiden Segmente sind in ihrem Längsschnitt jeweils klothoidenformig ausgebildet. Keines der Rollenpaare der beiden Segmente ist drehangetrieben und deshalb sind die Rollenpaare der Segmente nicht geeignet, den Strang aus der Kokille oder aus der Strangführung heraus zu fördern. Diese Aufgabe übernimmt eine der
Strangführung in der Horizontalen nachgeordnete Treibereinrichtung 130. Wie in Figur 1 weiter zu erkennen ist, ist der Treibereinrichtung 130 in Gießrichtung R eine Schere 140 und eine Ofeneinrichtung 150 nachgeordnet. Die Höhe H der Gießanlage beträgt maximal 4 m; ihre horizontale Erstreckung L beträgt von der Kokille bis zum Beginn der horizontalen Führung des Gießstrangs maximal 3 m.
Die Kokille 1 10 kann als Trichterkokille mit einer konusförmig vergrößerten Eingießoffnung für die Schmelze oder als Parallelkokille mit zwei völlig parallelen Breitseitenwänden ausgebildet sein. Bei dem in Figur 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel sind sowohl das Eingangsrollensegment 122 wie auch das Ausgangsrollensegment 124 in ihrem Längsschnitt jeweils über einen
Winkelbereich α von 45° ausgebildet. In Gießrichtung unmittelbar hintereinander angeordnet decken sie deshalb einen Viertelkreis zum Überführen des
Gießstrangs 200 aus der Vertikalen in die Horizontale vollständig ab.
Die in Gießrichtung R letzten Rollen des Ausgangsrollensegmentes 124 dienen bei dem ersten Ausführungsbeispiel auch als Gegendruckrollen zur Richteinheit 160. Richteinheit 160 und Antriebseinheit 130 können aus einem einzigen
Rollenpaar bestehen.
Figur 2 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße
Gießanlage. Es entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, jedoch mit dem einzigen Unterschied, dass das Eingangsrollensegment 122 und das Ausgangsrollensegment 124 in ihrem Längsschnitt nicht streng klothoidenförmig ausgebildet sind, sondern jeweils einen graden Abschnitt und einen anschließenden gekrümmten Abschnitt, hier beispielsweise klothoidenförmig gekrümmten Abschnitt aufweist. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel weist das Eingangssegment 122 eingangsseitig der Kokille einige nachgestellte zusätzliche Rollenpaare - beispielhaft 3 - auf, welche als gerader Abschnitt des Eingangsrollensegmentes gerade ausgerichtet sind und den Ausgang der Kokille 1 10 mit dem klothoidenförmigen Bogenabschnitt des Eingangsrollensegmentes 122 verbinden. Das baugleich ausgebildete, aber im Vergleich zum
Eingangsrollensegment spiegelversetzt in der Strangführung angeordnete
Ausgangsrollensegment 124 umfasst ausgangsseitig hier beispielhaft drei
Rollenpaare, welche sich an den klothoidenförmigen Abschnitt des
Ausgangsrollensegmentes 124 anschließen. Diese drei zusätzlichen Rollen sind in der Horizontalen gerade ausgerichtet. Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße
Gießanlage. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 wird hier eine gebogene Kokille 1 10 verwendet, die ihrerseits ebenfalls
trichterförmig oder mit vollständig planparallelen Breitseiten ausgebildet sein kann. Sie selbst repräsentiert bzw. deckt ab ein Stück eines Viertel kreises zur
Umlenkung des Gießstrangs 200 aus der Vertikalen in die Horizontale. Deshalb müssen das Eingangsrollensegment 122 und das baugleiche
Ausgangsrollensegment 124 in diesem Fall mit jeweils nur 10 Rollenpaaren kürzer bauen als bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 . Mit den 10
Rollenpaaren ist die Bogenlänge der beiden Rollensegmente 122, 124 so gewählt, dass ihr Übergang auf einer Höhe von 45° des Vierteilkreises liegt; dies entspricht der Stelle Schnitt A-A in Figur 3. Weil jedoch die Bogenlänge der beiden
Rollensegmente nun nicht mehr jeweils einen Achtelkreis abdeckt, sondern kürzer ausgebildet ist, reicht der Ausgang des Ausgangsrollensegmentes 124 nicht bis in die Horizontale. Der Übergang in die Horizontale muss deshalb bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel von einer zusätzlich vorzusehenden Richteinrichtung 160 geleistet werden. Die Richteinrichtung 160 wird vorteilhafterweise mit einer Treibereinrichtung 130 in einer baulichen Einheit realisiert. Die bauliche Einheit besteht dann aus mindestens 2 zumindest teilweise angetriebenen Rollenpaaren. Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 schließt sich an die Treibereinrichtung 130 eine Schere 140 und eine Ofeneinrichtung 150 in
Gießrichtung R an. Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel sind das
Eingangsrollensegment 122 und das Ausgangsrollensegment 124 in ihrem
Längsschnitt klothoidenförmig ausgebildet.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Gießanlage 100, beispielsweise gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel. Zu erkennen ist am linken Bildrand die Kokille 1 10. Der Kokille sind in Gießrichtung das erste Eingangsrollensegment 122 und das Ausgangsrollensegment 124 nachgeschaltet. Zu erkennen sind auch die Anschlüsse 128 für die elektrische Energieversorgung und das Kühlwasser der Rollensegmente. Aufgrund der unterschiedlichen
Positionen der Anschlüsse 128 ist zu erkennen, dass die baugleichen
Rollensegmente 122, 124 bei dem in Figur 4 gezeigten Beispiel und damit auch bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, spiegelversetzt in der
Strangführung 120 angeordnet sind. Insbesondere bei der Ausbildung des
Eingangsrollensegmentes 122 und des Ausgangsrollensegmentes 124 mit jeweils klothoidenförmigem Längsschnitt ist es für einen glatten, das heißt knickfreien Übergang zwischen den Rollensegmenten erforderlich, dass der Eingangsradius des Ausgangsrollensegmentes 124 dem Ausgangsradius des
Eingangsrollensegmentes 122 entspricht. Dies wird durch die spiegelversetzte Anordnung der Rollensegmente gemäß Figur 4 erreicht.
Figur 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gießanlage 100 mit einer gebogenen Trichterkokille 1 10 und einer sich daran anschießenden Strangführung 120. Das Eingangsrollensegment 122 und das
Ausgangsrollensegment 124 sind jeweils mit kreisförmigem Längsschnitt ausgebildet. Deshalb ist der Eingangsradius des Ausgangsrollensegmentes 124 automatisch gleich dem Ausgangsradius des Eingangsrollensegmentes 122 und es bedarf deshalb keines spiegelversetzten Einsatzes des Rollensegmentes 124 in die Strangführung 120. Vorzugsweise entspricht die Krümmung der Kokille 1 10 ebenfalls dem Radius des Eingangsrollensegments, so dass auch im Übergang zwischen der Kokille 1 10 und dem Eingangsrollensegment 122 kein Knick in der Führung des Gießstrangs 200 auftritt. Die letzten Rollen des
Ausgangsrollensegmentes 124 fungieren bei diesem dritten Ausführungsbeispiel wiederum als Gegenlager zu der sepratraten Richteinheit 160. Die Richteinheit 160 und die Treibereinrichtung 130 zum Fördern des Gießstrangs 200 aus der Kokille 1 10 und der Strangführung 120 und können aus einem einzigen
Rollenpaar bestehen. Wie in Figur 5 gezeigt, sind auch bei dem dritten
Ausführungsbeispiel nach der Treibereinrichtung 130 eine Schere 140 und eine Ofeneinrichtung 150 vorgesehen.
Die ersten Rollen des Eingangsrollensegmentes fungieren nicht als Biegerollen, weil der Gießstrang bei Austritt aus der gebogenen Trichterkokille 1 10 bereits die eigene Tendenz aufweist, mit dem Kokillenradius weitergeführt zu werden. Es bedarf deshalb keiner Biegekräfte, um den Gießstrang auf einen anderen
Biegeradius zu bringen. Figur 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße
Gießanlage 100. Sie entspricht in ihrem Aufbau im Wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5, jedoch mit dem Unterschied, dass die Schere 140 in Gießrichtung nicht vor, sondern hinter der Ofeneinrichtung 150 angeordnet ist. Dies bietet den Vorteil, dass der Kaltstrang, mit dessen Hilfe der Gießstrang zu Beginn jedes Schmelzprozesses erstmalig aus der Kokille heraus und durch die Strangführung gefördert wird, in einem Bereich zwischen der Strangführung und dem Ofeneinlauf aus der Führungslinie für den Gießstrang 200
herausgenommen werden kann. Figur 6 zeigt, wie der Kaltstrang nach Passieren der Strangführung 120 nach oben außerhalb der Gießlinie herausgeführt werden kann. Anders als bei dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 steht die
Schere 140 nun dem gezeigten Abtrangsport des Kaltstrangs nicht mehr im Wege. Aufgrund der Umplatzierung der Schere kann die Ofeneinrichtung bei diesem vierten Ausführungsbeispiel näher an den Ausgang der Strangführung 120 herangeführt werden, wodurch vorteilhafterweise die Durchschnittstemperatur des Gießstrangs in dem Bereich zwischen dem Ende der Sekundärkühlung, d. h. dem Ende des Ausgangsrollensegmentes 124 und dem Ofeneinlauf nur noch um ca. 20°C abfällt.
Figur 7 zeigt einen typischen Temperaturverlauf des Gießstrangs 200 bei
Durchlauf durch die erfindungsgemäße Gießanlage. In Figur 7 zeigt die obere Temperaturlinie die Kerntemperatur, die zweite bzw. mittlere Temperaturlinie die Durchschnittstemperatur und die untere Temperaturlinie die Temperatur jeweils in der Mitte der Oberseite des Gießstrangs. Die Grafik zeigt den Temperaturveraluf des Gießstrangs in °C über der Gießrichtung R beginnend am Gießspiegel in der Kokille 1 10. In Gießrichtung, d. h. auf der Abszisse, folgt nach der Kokille das Eingangsrollensegment 122 und diesem das Ausgangsrollensegment 124. Auf der Abszisse ist, wie gesagt, die Gießrichtung, d. h. die Strangführungslänge in Metern aufgetragen. Diese Größe ist nicht zu verwechseln mit der Horizontalen Erstreckung der Gießanlage, welche typischerweise deutlich kürzer ist. Das Unterschreiten der Kerntemperatur des Gießstrangs 200 unter die Linie der Solidustemperatur bei ca. 3,9 m Entfernung vom Gießspiegel repräsentiert die Lage der Sumpfspitze, d. h. die Lage der Durcherstarrung. Bei dieser Position, die auch abhängt von der hier beispielhaft gewählten Gießgeschwindigkeit von 5,80 m/Min., liegt die Sumpfspitze noch vor der letzten Rolle der Strangführung 120, d. h. noch innerhalb des Ausgangsrollensegmentes 124. Der Abfall der
Durchschnittstemperatur zwischen dem Ende der Sekundärkühlung, d. h. dem Ausgang des Ausgangsrollensegmentes 124 und dem Ofeneinlauf bei ca. 7,5 m Abstand vom Gießspiegel beträgt nur ca. 60°C. Da eine Einlauftemperatur des Gießstrangs von 1 .210°C in die Ofeneinrichtung für ein sich an die
Ofeneinrichtung 150 anschließendes Walzwerk hoch genug ist, wird nur bei niedrigen Gießgeschwindigkeiten eine kurze Ofeneinrichtung 150 oder eine induktive Erwärmung benötigt.
Figur 8 zeigt einen lediglich beispielhaften Größenvergleich der
erfindungsgemäßen Micro-USP-Anlage mit aus dem Stand der Technik bekannten Stranggießmaschinen, zum einen mit einer bekannten Standard Continuous-Slap- Production CSP-Anlage und einer Micro-CSP-Anlage. Die beispielhaft tabellarisch angegebenen Größenordnungen dürften selbsterklärend sein.
Bezugszeichenliste
100 Gießanlage
1 10 Kokille
120 Strangführung
122 Eingangsrollensegment
124 Ausgangsrollensegment
126 Strangführungsrolle
128 Anschluss für Elektrik und/oder Kühlwasser
130 Treibereinrichtung
140 Schere
150 Ofeneinrichtung oder induktive Erwärmung
160 Richteinrichtung
200 Gießstrang
R Gießrichtung
H Höhe der Gießanlage
L horizontale Erstreckung der Gießanlage α Winkelbereich

Claims

Patentansprüche:
1 . Gießanlage (100) aufweisend:
eine Kokille (1 10) zum Erzeugen eines Gießstrangs (200) aus zugeführter Metallschmelze; und
eine Strangführung (120) zum Überführen des Gießstrangs (200) in die Horizontale mit mindestens einem der Kokille (1 10) in Gießrichtung (R) nachgeordneten Eingangsrollensegment (122) und einem dem
Eingangsrollensegment (122) in Gießrichtung (R) nachgeordneten
Ausgangsrollensegment (124);
dadurch gekennzeichnet,
dass das Eingangsrollensegment (122) und das Ausgangsrollensegment (124) der Strangführung (120) baugleich ausgebildet sind.
2. Gießanlage (100) nach Anspruch 1 ,
gekennzeichnet durch
eine in Gießrichtung (R) hinter der Strangführung (120) angeordnete Treibereinrichtung (130) zum Herausziehen des Gießstrangs (200) aus der Strangführung (120).
3. Gießanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kokille (1 10) als Trichterkokille oder als Parallelkokille ausgebildet ist.
4. Gießanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kokille (1 10) gerade oder bogenförmig ausgebildet ist
5. Gießanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strangführung (120) nur das Eingangsrollensegment (122) und das baugleiche Ausgangsrollensegment (124) aufweist, welche in der
Strangführung (120) in Gießrichtung (R) unmittelbar hintereinander angeordnet sind, wobei der Eingangsradius des Ausgangsrollensegments (124) dem Ausgangsradius des Eingangsrollensegments (122) entspricht.
6. Gießanlage (100) nach Anspruch 5;
dadurch gekennzeichnet, dass
das Eingangsrollensegment (122) und das Ausgangsrollensegment (124) in ihrem Längsschnitt jeweils über einen Winkelbereich (a) von 45°
ausgebildet sind.
7. Gießanlage (100) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Eingangsrollensegment (122) und das Ausgangsrollensegment (124) in ihrem Längsschnitt jeweils über einen Winkelbereich (a) von weniger als 45° ausgebildet sind;
8. Gießanlage (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch
ein in der Strangführung (120) zwischen dem Eingangsrollensegment (122) und dem Ausgangsrollensegment (124) angeordnetes
Zwischenrollensegment mit einem Eingangsradius entsprechend dem Ausgangsradius des Eingangsrollensegments (122) und mit einem
Ausgangsradius entsprechend dem Eingangsradius des
Ausgangsrollensegments (124).
9. Gießanlage (100) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenrollensegment mit einem kreisbogenförmigen oder doppelklothoidenförmigen Längsschnitt ausgebildet ist.
10. Gießanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Eingangsrollensegment (122) und das Ausgangsrollensegment (124) in ihrem Längsschnitt jeweils kreisbogenförmig oder in Form einer Klothoide oder jeweils mit einem graden und einem anschließenden bogenförmigen Abschnitt ausgebildet sind.
1 1 .Gießanlage (100) nach Anspruch 5 und 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei Ausbildung des Eingangs- und Ausgangsrollensegments (122, 124) mit klothoidenförmigem Längsschnitt oder mit gradem und anschließend bogenförmigen Abschnitt im Längsschnitt das Eingangs- und das
Ausgangsrollensegment (122, 124) jeweils einen von ihrem
Ausgangsradius abweichenden Eingangsradius aufweisen; und
das Ausgangsrollensegment (124) in der Strangführung (120) derart spiegelversetzt angeordnet ist, dass sein Eingangsradius dem
Ausgangsradius des Eingangsrollensegments (122) entspricht.
12. Gießanlage (100) nach Anspruch 10,
gekennzeichnet durch
eine dem Ausgangsrollensegment (124) in Gießrichtung (R)
nachgeschaltete Richteinrichtung (160) zum Überführen des Gießstrangs (200) in die Horizontale, beispielsweise wenn das Ausgangsrollensegment mit kreisbogenförmigem oder klothoidenförmigem Längsschnitt ausgebildet ist.
13. Gießanlage (100) nach Anspruch 2 und 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Richteinrichtung (160) und Treibereinrichtung (130) als bauliche Einheit ausgebildet sind.
14. Gießanlage (100) nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Eingangs- und Ausgangsrollensegment (122, 124) jeweils mit kreisförmigem Längsschnitt, vorteilhafterweise mit einem Radius von mindestens 2000 mm und beispielhafterweise mit 10
Strangführungsrollenpaaren, ausgebildet ist.
15. Gießanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Strangführungsrollen (126) des Eingangs-, des Zwischen- oder des Ausgangsrollensegmentes (122, 124) als Achsrollen oder als Zapfenrollen ausgebildet sind.
16. Gießanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Strangführung (120) in Gießrichtung (R) eine Ofeneinrichtung (150) nachgeschaltet ist.
17. Gießanlage (100) nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Treibereinrichtung (130) , die Richteinrichtung (160) oder die bauliche Einheit entweder zwischen der Strangführung (120) und der
Ofeneinrichtung (150) oder innerhalb der Ofeneinrichtung (150) angeordnet sind.
18. Gießanlage (100) nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Schere (140) zwischen den Ausgang der Treibereinrichtung (130) und die Ofeneinrichtung (150) oder in Gießrichtung (R) hinter die
Ofeneinrichtung (150) geschaltet ist.
19. Gießanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Höhe (H) der Gießanlage (100) vom Eingang der Kokille (1 10) bis zum horizontalen Auslauf der Strangführung (120) maximal 4 m beträgt.
20. Gießanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die horizontale Erstreckung (L) der Gießanlage (100) von der Kokille (1 10) bis zum Beginn der horizontalen Führung des Gießstrangs maximal 3 m beträgt.
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