EP3291933A1 - Casting and rolling assembly and method for operating the same - Google Patents

Casting and rolling assembly and method for operating the same

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EP3291933A1
EP3291933A1 EP16720393.4A EP16720393A EP3291933A1 EP 3291933 A1 EP3291933 A1 EP 3291933A1 EP 16720393 A EP16720393 A EP 16720393A EP 3291933 A1 EP3291933 A1 EP 3291933A1
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EP
European Patent Office
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casting
strand
rolling
strand guide
furnace
Prior art date
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Application number
EP16720393.4A
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German (de)
French (fr)
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EP3291933B1 (en
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Uwe Plociennik
Thomas Heimann
Christoph Tischner
Markus Reifferscheid
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
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Publication of EP3291933A1 publication Critical patent/EP3291933A1/en
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Publication of EP3291933B1 publication Critical patent/EP3291933B1/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1282Vertical casting and curving the cast stock to the horizontal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-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
    • B21B1/46Metal-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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B13/00Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/22Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories for rolling metal immediately subsequent to continuous casting, i.e. in-line rolling of steel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14Plants for continuous casting
    • B22D11/142Plants for continuous casting for curved casting

Definitions

  • Rolling operation has sufficiently high average temperature. As a result, the furnace in normal casting operation no longer needs to heat the strand for the subsequent rolling mill or only in exceptional need.
  • roller segments In the presence of two roller segments in the strand guide these are preferably formed substantially identical.
  • the mold is preferably formed vertically or as a curved mold.
  • the length of the mold is preferably at most 1100 mm, more preferably between 900 mm and 1000 mm.
  • the height of the strand guide without mold preferably has a maximum height of 3 m.
  • the connection system preferably has a separating device, in particular a pair of scissors, which is arranged between the directional driver and the oven.
  • the straightening unit and the scissors are structurally built together as "straightening shears.” Since the kiln does not need to heat the strand in the normal casting operation, it can be very short (less than 100 m) and must be at least as long as a slab fits into it and the slab from the pouring to the
  • connection system furthermore has a cold-string delivery unit, preferably a cold-rod rocker, with integrated insulation.
  • the Rieht- and driver unit preferably has driven rollers on the top and the bottom of the slab. This is because of the doubling of
  • Embodiment at least one inductive heating element. Furthermore, can be provided that the furnace at least one heat hood upstream or downstream in the conveying direction.
  • Casting machine adapted. It preferably consists of a short furnace (less than 100 m, for example also 60 m with a band length of 50 m) or, alternatively, an inductive heating with a subsequent passive heat hood.
  • the method for operating such a casting / rolling plant is carried out by feeding the casting strand cast in the casting machine into the rolling mill without further heating in the furnace and rolling it therein.
  • Strand guide is completely solidified. This approach is particularly advantageous in terms of low investment and operating costs.
  • FIG. 1 schematically shows a casting-rolling plant, wherein a casting machine without driven segments is used
  • Fig. 2 shows a tabular listing, in the for different materials
  • FIG. 5 shows a strand guide with mold and a first straightening roller after the tangent point
  • FIG. 6 shows a strand guide with a segment and with two segments
  • pan transport via ladle is possible;
  • Another alternative possibility consists of fixed, preferably two, parking spaces for the pans and in a transport by means of a steelwork crane.
  • the average temperature of the strand at the end of the strand guide must be as high as possible be. This is achieved by the smallest possible distance
  • Target interval to aim for the last role of the strand guide.
  • the design of the hopper mold - vertical or curved - has an influence on the design of the upper part of the strand guide.
  • the strand guide begins perpendicular or with a large radius of curvature (clothoids). Furthermore possible is a bent mold, d. H. the strand guide has a same
  • the radius of curvature of the strand guide is preferably reduced from the radius present at the mold outlet to the minimum radius of curvature (see FIG. 2). Then there is the possibility to increase the radius of curvature to the end of the strand guide again, such. B. in the double clothoid.
  • the use of the minimum radius of curvature within the strand guide leads to a minimized height. In addition, this results in a short strand guide length and thus a small distance to the straightening drivers.
  • the minimum radius of curvature in the strand guide depends on the material and the strand thickness. It depends on the maximum allowable elongation of the outer fiber of the curved strand. Reference is made to the illustration in FIG. 2. Similarly, larger strand thicknesses can be cast for larger radii of curvature in the strand guide.
  • Fig. 7 the respectively preferred arrangement of strand guide 4 and straightening 6 is shown as a function of the production volume and with respect to the tangent point T.
  • the distance between the last supported roll and the straightening unit must be as small as possible.
  • Curvature radius of 2,100 mm sought. It follows: 2,100 mm / 40 mm «2,400 mm / 45 mm
  • the strand guide must be designed with the specified system height and the position of the straightening driver. This can be achieved with the help of an already curved
  • the Rieht- and driver unit 6 consists of at least two pairs of rollers with drive for transmitting the forces for strand transport. To double the pull-out forces, the rollers are driven on the top and bottom.
  • Radiation protection components to provide. In the interstices of the system components, energy losses are reduced through the installation of insulation and radiation protection components.
  • the scissors 9 can be protected against the thermal radiation of the high surface temperatures of the strand by insulation and radiation protection components.
  • the cold strand 12 is conveyed away between the scissors 9 and the kiln inlet to the hall ceiling.
  • the distance between scissors 9 and kiln inlet is after the entry and removal of the cold strand 12 to protect against energy loss.
  • protection for adjacent mechanical or electrical equipment such. As the scissors 9, to install against the high thermal radiation of the furnace.
  • the furnace system can be heated with fossil fuels or electrically, in particular inductively. There are also combinations of both variants possible. Alternatively, an inductive heating with subsequent passive
  • the strand or the slab does not have to be actively or less heated (lower operating costs).
  • the rolling of the previous band can be accelerated and, on the other hand, the casting of the new slab can be slowed down.
  • the casting speed is reduced. So that the temperature does not drop too much, the cooling in the casting machine is reduced according to the casting speed. If the slab nevertheless becomes so cold that it can no longer be brought to the required rolling temperature in the oven, it must be chopped with scissors.
  • FIG. 13 a flow chart for process control during roll change is shown for this purpose.

Abstract

The invention relates to a casting and rolling system (1) for producing metal strips (2), wherein the metal strip (2) passes through the casting and rolling system (1) in a conveying direction (F), comprising: a casting machine (3) comprising a permanent mold having vertical output for generating a cast strand, and a strand guide (4) connected downstream of the permanent mold in the conveying direction (F) for redirecting the cast strand from the vertical to the horizontal, a connection system (5) located downstream of the strand guide (4) in the conveying direction (F), which comprises at least one straightening driver unit (6) for pulling the cast strand from the strand guide (4), and a furnace (7) for heating the cast strand, and a rolling mill (8) that is located downstream of the connection system (5) in the conveying direction (F) for rolling the cast strand into a metal strip (2). In order to be able to produce high-quality metal strips at low investment and operating costs, the strand guide (4) according to the invention has a single or two roller segments, wherein the rollers thereof provided for strand guidance are free of a drive. The invention further relates to a method for operating such a casting and rolling system.

Description

Gieß-Walz-Anlage und Verfahren zu deren Betrieb  Casting-rolling plant and method for its operation
Die Erfindung betrifft eine Gieß-Walz-Anlage für kleine Jahresproduktionen zum Herstellen von Metallbändern, wobei das Metallband die Gieß-Walz-Anlage in eine Förderrichtung durchläuft, umfassend eine Gießmaschine mit einer Kokille mit vertikalem Ausgang zum Erzeugen eines Gießstrangs und einer der Kokille in The invention relates to a casting-rolling plant for small annual production of metal strips, wherein the metal strip passes through the casting-rolling plant in a conveying direction, comprising a casting machine with a vertical exit mold for producing a casting strand and one of the mold in
Förderrichtung nachgelagerte Strangführung zum Umlenken des Gießstrangs aus der Vertikalen in die Horizontale, ein der Strangführung in Förderrichtung nachgelagertes Verbindungssystem, das mindestens einen Richttreiber zum Ziehen des Gießstrangs aus der Strangführung und eine Trennvorrichtung, insbesondere eine Schere, umfasst sowie einen Ofen zum Erwärmen des Gießstrangs und ein dem Verbindungssystem in Förderrichtung nachgelagertes Walzwerk zum Walzen des Gießstrangs zum The conveying direction downstream strand guide for deflecting the casting strand from the vertical to the horizontal, one of the strand guide in the conveying direction downstream connection system comprising at least one straightening device for pulling the casting strand from the strand guide and a separator, in particular a pair of scissors, and a furnace for heating the casting strand and a downstream of the connection system in the conveying direction rolling mill for rolling the casting strand to
Metallband. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Gieß-Walz-Anlage. Metal band. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a casting-rolling plant.
Eine Gieß-Walz-Anlage der gattungsgemäßen Art ist aus der EP 0 535 368 B1 bekannt. Ähnliche und andere Lösungen offenbaren die EP 0 099 076 B1 , die EP 2 571 640 B1 , die WO 2013/1 13832 A1 und die DE 10 2010 022 003 A1. A casting-rolling plant of the generic type is known from EP 0 535 368 B1. Similar and other solutions are disclosed in EP 0 099 076 B1, EP 2 571 640 B1, WO 2013/1 13832 A1 and DE 10 2010 022 003 A1.
Sogenannte CSP-Anlagen werden in üblichen Ausführungsformen als Vertical Solid Bending (VSB) - Anlagen oder als Vertical Liquid Bending (VLB) - Anlagen gebaut und betrieben. Solche Anlagentypen sind für Produktionen von über 1 Millionen Tonnen pro Jahr ausgelegt. So-called CSP plants are built and operated in conventional embodiments as Vertical Solid Bending (VSB) plants or as Vertical Liquid Bending (VLB) plants. Such plant types are designed for productions of more than 1 million tons per year.
Insbesondere für kleine Jahresproduktion von unter 800.000 Tonnen sind bei einer Abmessung von beispielsweise 1300 mm x 45 mm spezielle Maßnahmen nötig, um mit möglichst geringem Investitionsaufwand und geringen Betriebskosten ein qualitativ hochwertiges Band herzustellen. In particular, for small annual production of less than 800,000 tons, with a dimension of, for example, 1300 mm x 45 mm, special measures are necessary to produce a high-quality strip with the lowest possible investment costs and low operating costs.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Gieß-Walz- Vorrichtung so fortzubilden, dass die Funktionalität der Anlage erhöht werden kann, wobei es insbesondere möglich werden soll, bei geringen Investitions- und Betriebskosten hochwertiges Metallband herzustellen. The invention is therefore the object of a generic casting-rolling device so educate that the functionality of the system can be increased, in particular, it should be possible to produce high quality metal strip at low investment and operating costs.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung ein einziges oder zwei Rollensegmente aufweist, wobei deren zur Strangführung vorgesehene Rollen frei sind von einem Antrieb. The solution of this object by the invention is characterized in that the strand guide has a single or two roller segments, wherein the rollers provided for strand guidance are free of a drive.
Dabei ist das Verbindungssystem zwischen Stahl- und Walzwerk insbesondere so ausgestaltet, dass der Strang am Ofeneinlauf eine für den anschließenden Here, the connection system between steel and rolling mill is designed in particular so that the strand at the kiln inlet one for the subsequent
Walzbetrieb genügend hohe Durchschnittstemperatur hat. Hierdurch muss der Ofen im normalen Gießbetrieb den Strang für das anschließende Walzwerk nicht mehr oder nur bei außerordentlichem Bedarf aufheizen. Rolling operation has sufficiently high average temperature. As a result, the furnace in normal casting operation no longer needs to heat the strand for the subsequent rolling mill or only in exceptional need.
Bei Vorhandensein zweier Rollensegmente in der Strangführung sind diese bevorzugt im wesentlichen baugleich ausgebildet. In the presence of two roller segments in the strand guide these are preferably formed substantially identical.
Die Strangführung ist dabei bevorzugt ausgebildet, den Gießstrang so zu biegen, dass er einen minimalen Krümmungsradius von 2.100 mm aufweist. Die Strangführung weist bevorzugt zumindest abschnittsweise die Form einer The strand guide is preferably designed to bend the cast strand so that it has a minimum radius of curvature of 2100 mm. The strand guide preferably has the shape of a section, at least in sections
Klothoide auf. Clothoid on.
Die Kokille ist bevorzugt senkrecht oder als gebogene Kokille ausgebildet. Die Länge der Kokille beträgt bevorzugt maximal 1.100 mm, besonders bevorzugt zwischen 900 mm und 1.000 mm. The mold is preferably formed vertically or as a curved mold. The length of the mold is preferably at most 1100 mm, more preferably between 900 mm and 1000 mm.
Die Höhe der Strangführung ohne Kokille weist dabei bevorzugt eine maximale Höhe von 3 m auf. Somit ist die wesentlich niedriger als vorbekannte vergleichbare Anlagen. Das Verbindungssystem weist bevorzugt eine Trennvorrichtung, insbesondere eine Schere, auf, die zwischen Richttreiber und Ofen angeordnet ist. Die Richteinheit und die Schere werden konstruktiv als„Richtschere" zusammen gebaut. Da der Ofen den Strang im normalen Gießbetrieb nicht aufheizen muss, kann er sehr kurz gebaut sei (kleiner als 100 m). Er muss mindestens so lang sein, dass eine Bramme ganz hinein passt und die Bramme von der Gieß- auf die The height of the strand guide without mold preferably has a maximum height of 3 m. Thus, the much lower than previously known comparable facilities. The connection system preferably has a separating device, in particular a pair of scissors, which is arranged between the directional driver and the oven. The straightening unit and the scissors are structurally built together as "straightening shears." Since the kiln does not need to heat the strand in the normal casting operation, it can be very short (less than 100 m) and must be at least as long as a slab fits into it and the slab from the pouring to the
Walzgeschwindigkeit beschleunigt werden kann (Ofenlänge = Brammenlänge + Beschleunigungslänge). Rolling speed can be accelerated (furnace length = slab length + acceleration length).
Der Ofen weist daher mit Vorteil eine minimierte Länge auf. Die Länge setzt sich zusammen aus der Brammenlänge, der Beschleunigungslänge und der zusätzlichen Heizlänge zur Kompensation der Wärme Verluste. The oven therefore advantageously has a minimized length. The length is composed of the slab length, the acceleration length and the additional heating length to compensate for the heat losses.
Das Verbindungssystem weist ferner eine Kaltstrangausfördereinheit, bevorzugt eine Kaltstrang-Wippe, mit integrierter Isolierung auf. The connection system furthermore has a cold-string delivery unit, preferably a cold-rod rocker, with integrated insulation.
Die Strangführung endet bevorzugt vor dem Tangentenpunkt; dies ist bei geringen Produktionen bevorzugt, um einen minimalen Energiebedarf zu erhalten. The strand guide preferably ends before the tangent point; this is preferred for low production to obtain a minimum energy requirement.
Die Strangführung kann auch im oder hinter dem Tangentenpunkt enden. Dies ist bei höheren Produktionen vorteilhaft. The strand guidance can also end in or behind the tangent point. This is advantageous in higher productions.
Die Rieht- und Treibereinheit weist bevorzugt angetriebene Rollen auf der Oberseite und der Unterseite der Bramme auf. Dies ist wegen der Verdopplung der The Rieht- and driver unit preferably has driven rollers on the top and the bottom of the slab. This is because of the doubling of
Abzugskräfte vorteilhaft. Der Ofen ist bevorzugt kürzer ist als 100 m. Der Ofen weist gemäß einer Withdrawal forces advantageous. The oven is preferably shorter than 100 m. The oven has according to a
Ausführungsform mindestens ein induktives Heizelement auf. Weiterhin kann vorgesehen werden, dass dem Ofen mindestens eine Wärmehaube in Förderrichtung vor- oder nachgeordnet ist. Embodiment at least one inductive heating element. Furthermore, can be provided that the furnace at least one heat hood upstream or downstream in the conveying direction.
Die Erwärmungseinheit ist somit speziell auf die Erfordernisse der kurzen The heating unit is thus tailored to the needs of the short
Gießmaschine angepasst. Sie besteht bevorzugt aus einem kurzem Ofen (kleiner als 100 m, z. B. auch 60 m bei Bandlängen von 50 m) oder alternativ aus einer induktiven Erwärmung mit einer anschließenden passiven Wärmehaube. Casting machine adapted. It preferably consists of a short furnace (less than 100 m, for example also 60 m with a band length of 50 m) or, alternatively, an inductive heating with a subsequent passive heat hood.
Der Kaltstrang kann zwischen Trennvorrichtung und Ofen nach oben hin wegbefördert werden. Im Gießbetrieb ist dieser Raum durch eine verschiebbare Wärmehaube gegen Wärmeverlust geschützt. Zur Ausförderung des Kaltstranges wird diese The cold strand can be carried away between separator and oven upwards. In casting this room is protected by a sliding heat hood against heat loss. For the removal of the cold strand this is
Wärmehaube über den anschließenden Ofen geschoben. Heat hood pushed over the adjoining oven.
Das Verfahren zum Betreiben einer solchen Gieß-Walz-Anlage erfolgt erfin- dungsgemäß dadurch, dass der in der Gießmaschine gegossene Gießstrang ohne weitere Erwärmung im Ofen dem Walzwerk zugeführt und in diesem gewalzt wird. According to the invention, the method for operating such a casting / rolling plant is carried out by feeding the casting strand cast in the casting machine into the rolling mill without further heating in the furnace and rolling it therein.
Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass der gegossene Gießstrang in der It is preferably provided that the cast casting strand in the
Strangführung so abgekühlt wird, dass er beim Erreichen des Richttreibers vollständig durch erstarrt ist. Strand guide is cooled so that it is completely solidified by reaching the Richttreibers.
Bevorzugt wird der gegossene Gießstrang in der Strangführung so abgekühlt, dass er 500 mm bis 10 mm (Zielintervall) in Förderrichtung vor der letzten Rolle der Preferably, the cast strand is cooled in the strand guide so that he 500 mm to 10 mm (target interval) in the conveying direction before the last role of
Strangführung vollständig durcherstarrt ist. Diese Vorgehensweise ist bezüglich geringen Investitions- und Betriebskosten besonders vorteilhaft. Strand guide is completely solidified. This approach is particularly advantageous in terms of low investment and operating costs.
Der Erstarrungsanteil FS (= Fraction Solid = Festanteil) an der Enderstarrung liegt dabei bevorzugt im Bereich von FS=0.9 bis FS=1.0, bevorzugt genau bei FS=1.0. Die Sumpfspitze wird somit gezielt in das Zielintervall gelegt, was durch Regelung der Gießgeschwindigkeit und/oder der Kühlvolumenströme erfolgt. Die Segmente der Strangführung können gewechselt werden, um den Krümmungsradius zu vergrößern, was für rissempfindliche Stähle oder größere Dicken vorteilhaft ist. Somit ist eine einfache Erweiterung der Micro-CSP-Anlage auf hochwertigere Stähle oder höhere Produktionen möglich. The solidification fraction FS (= fraction solid) at the final solidification is preferably in the range of FS = 0.9 to FS = 1.0, preferably exactly at FS = 1.0. The sump tip is thus selectively placed in the target interval, which is done by controlling the casting speed and / or the cooling volume flows. The segments of the strand guide can be changed to increase the radius of curvature, which is advantageous for crack-sensitive steels or larger thicknesses. Thus, a simple extension of the Micro-CSP system on higher quality steels or higher production is possible.
Die Ofeneinlauftemperatur ist dabei bevorzugt größer als 1.050 °C. Durch die kurze Gießmaschine und die kompakte Bauweise des Verbindungssystems ist bei dieser Ofeneinlauftemperatur der Strang optimal vorbereitet, so dass er im Ofen für das anschließende Walzwerk nicht weiter aufgeheizt werden muss. The oven inlet temperature is preferably greater than 1050 ° C. Due to the short casting machine and the compact design of the connection system, the strand is optimally prepared at this furnace inlet temperature so that it does not have to be further heated in the furnace for the subsequent rolling mill.
Bevorzugt werden Kohlenstoffstähle mit niedrigen und mittleren Kohlenstoffgehalten verarbeitet. Die Abmessungen betragen dabei bevorzugt zwischen 40 und 60 mm, vorzugsweise zwischen 45 und 55 mm; aber auch andere Stähle mit vergleichbaren Abmessungen werden bevorzugt verarbeitet. Carbon steels with low and average carbon contents are preferably processed. The dimensions are preferably between 40 and 60 mm, preferably between 45 and 55 mm; but also other steels with comparable dimensions are preferably processed.
Die Erfindung betrifft insofern die Verknüpfung eines Stahlwerks mit einem Walzwerk durch eine kleine Gießmaschine (Mikro-Gießmaschine) und ein Verbindungssystem. The invention thus relates to the linking of a steelworks with a rolling mill by a small casting machine (micro-casting machine) and a connection system.
Die kompakte Bauform der Gießmaschine mit dem Verbindungssystem realisiert einen niedrigen Investitionsaufwand mit geringen Betriebskosten. Dies wird durch Komponenten mit geringen Abmessungen und kurzen Abständen erreicht. Zusätzlich ist für kostengünstige Produktionsbedingungen eine hohe Austrittstemperatur des gegossenen Strangs am Ende der Gießmaschine erforderlich. Durch die The compact design of the casting machine with the connection system realizes a low capital expenditure with low operating costs. This is achieved through components of small dimensions and short distances. Additionally, for low cost production conditions, a high exit temperature of the cast strand is required at the end of the caster. By the
erfindungsgemäße kompakte Bauweise geht wenig Energie verloren, so dass im nachfolgenden Ofensystem nur bei besonderen Produktionsbedingungen Energie zugeführt werden muss. compact design according to the invention is lost little energy, so that energy must be supplied in the subsequent furnace system only in special production conditions.
Dabei sollen hauptsächlich Kohlenstoffstähle mit niedrigem und mittlerem This mainly carbon steels with low and medium
Kohlenstoffgehalt mit Auslaufdicken aus der Strangführung der Gießanlage von 40 bis 60 mm, vorzugsweise 45 bis 55 mm, gegossen werden, aber auch andere Stähle mit vergleichbaren Abmessungen. Demgemäß sieht die Erfindung eine Verknüpfung zwischen Stahlwerk und Walzwerk durch die Einbindung einer geeigneten Gießmaschine mit Verbindungssystem als Schlüsselkomponenten vor. Die Verknüpfung sieht die wesentlichen Komponenten Pfannendrehturm, Verteiler, Gießmaschine mit Kokille, Richttreibereinheit, Schere, Kaltstrangausfördersystem und Ofensysteme vor. Schlüsselkomponente ist eine Gießmaschine mit kurzer Strangführung und geringem Abstand zum Ofen. Carbon content with outlet thicknesses from the strand guide of the casting of 40 to 60 mm, preferably 45 to 55 mm, cast, but also other steels of comparable dimensions. Accordingly, the invention provides a link between steel mill and rolling mill by the inclusion of a suitable casting machine with connection system as key components. The link provides the essential components ladle turret, distributor, casting machine with mold, straightening unit, shears, Kaltstrangausfördersystem and furnace systems. Key component is a casting machine with short strand guide and a small distance to the furnace.
Namentlich werden dabei vorliegend die Komponenten hinter der Gießmaschine - wie Richttreibereinheit, Schere, Kaltstrangausfördersystem und Ofensysteme - als Verbindungssystem angesprochen. In particular, in the present case, the components behind the caster - such as straightening unit, scissors, Kaltstrangausfördersystem and furnace systems - are addressed as a connection system.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In the drawings, embodiments of the invention are shown.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Gieß-Walz-Anlage, wobei eine Gießmaschine ohne angetriebene Segmente eingesetzt wird, 1 schematically shows a casting-rolling plant, wherein a casting machine without driven segments is used,
Fig. 2 zeigt eine tabellarische Auflistung, in der für verschiedene Werkstoffe Fig. 2 shows a tabular listing, in the for different materials
zulässige Dehnungen, minimalste Krümmungsradien und maximale  permissible strains, minimum radii of curvature and maximum
Strangdicken aufgezeigt sind,  Strand thicknesses are shown,
Fig. 3 zeigt eine Strangführung mit Kokille und einer ersten Richtteiberrolle vor dem Tangentenpunkt T, 3 shows a strand guide with mold and a first Richtteiberrolle before the tangent point T,
Fig. 4 zeigt eine Strangführung mit Kokille und einer ersten Richtteiberrolle im Fig. 4 shows a strand guide with mold and a first Richtteiberrolle in
Tangentenpunkt,  Tangent point,
Fig. 5 zeigt eine Strangführung mit Kokille und einer ersten Richtteiberrolle nach dem Tangentenpunkt, Fig. 6 zeigt eine Strangführung mit einem Segment und mit zwei Segmenten, 5 shows a strand guide with mold and a first straightening roller after the tangent point, FIG. 6 shows a strand guide with a segment and with two segments,
Fig. 7 zeigt schematisch produktionsabhängige Bauformen der Strangführung, Fig. 8 zeigt ein Verbindungssystem als Baueinheit mit kompaktem Richttreiber und Schere, Fig. 9 zeigt eine Kaltstrang-Wippe als passive Verlängerung des Ofens im 7 shows schematically production-dependent designs of the strand guide, Fig. 8 shows a connection system as a unit with compact Richttreiber and scissors, Fig. 9 shows a cold-strand rocker as a passive extension of the furnace in
Gießbetrieb,  casting,
Fig. 10 zeigt eine Kaltstrang-Wippe als passive Verlängerung beim Transport des Kaltstrangs, 10 shows a cold-strand rocker as a passive extension during transport of the cold strand,
Fig. 11 zeigt eine verschiebbare Wärmehaube bei der Kaltstrang-Ausförderung, 11 shows a displaceable heat hood in the cold-strand discharge,
Fig. 12 zeigt die verschiebbare Wärmehaube während der Produktion und Fig. 13 zeigt einen Ablaufplan zur Prozesssteuerung beim Walzenwechsel. Fig. 12 shows the sliding heat hood during production and Fig. 13 shows a flow chart for process control during roll change.
In Fig. 1 ist eine Gieß-Walz-Anlage 1 für die Herstellung eines Metallbandes 2 zu sehen. Die Anlage weist eine Gießmaschine 3 auf, in der aus einer Kokille 14 flüssiges Metall vertikal nach unten austritt und entlang einer Strangführung 4 von der Vertikalen in Richtung der Horizontalen umgelenkt wird. Das Material des Bandes bzw. das Band selber wird in eine Förderrichtung F durch die Anlage 1 gefördert. In Fig. 1, a casting-rolling plant 1 for the production of a metal strip 2 can be seen. The plant has a casting machine 3, in which liquid metal emerges from a mold 14 vertically downwards and is deflected along a strand guide 4 from the vertical in the direction of the horizontal. The material of the belt or the belt itself is conveyed in a conveying direction F through the system 1.
Die Anlage 1 hat weiterhin ein Walzwerk 8. Zwischen der Gießmaschine 3 und dem Walzwerk 8 ist ein Verbindungssystem 5 angeordnet. Das Verbindungssystem 5 weist einen Richttreiber 6, eine sich anschließende Trennvorrichtung, bevorzugt eineThe plant 1 also has a rolling mill 8. Between the casting machine 3 and the rolling mill 8, a connection system 5 is arranged. The connection system 5 has a straightening driver 6, a subsequent separating device, preferably one
Schere 9, und einen Ofen 7 auf; des weiteren ist eine Kaltstrang-Wippe 10 vorhanden. Scissors 9, and an oven 7 on; Furthermore, a cold-strand rocker 10 is present.
Eingetragen ist in Fig. 1 noch der Tangentenpunkt T, an dem das gegossene Is entered in Fig. 1 nor the tangent point T, where the cast
Metallband 2 in die Horizontale mündet. Metal strip 2 opens into the horizontal.
Wesentlich ist, dass die Strangführung 4 ein einziges Rollensegment oder nur zwei Rollensegmente aufweist, wobei deren zur Strangführung vorgesehene Rollen frei sind von einem Antrieb. Das gegossene Metallband wird vielmehr vom Richttreiber 6 aus der Gießmaschine 3 herausgezogen. It is essential that the strand guide 4 has a single roller segment or only two roller segments, with their rollers provided for strand guidance free are from a drive. Rather, the cast metal strip is pulled out of the casting machine 3 by the straightening device 6.
Durch die angestrebte geringe (Jahres)Produktion können Pfannen mit geringerem Volumen und somit kompakte Pfannendrehtürme und Verteiler eingesetzt werden. Durch die geringen Pfannengrößen kann ein starrer Pfannendrehturm eingesetzt werden. Due to the low (year) production aspired, pans with smaller volumes and therefore compact ladle turrets and distributors can be used. Due to the small pan sizes, a rigid ladle turret can be used.
Alternativ hierzu ist ein Pfannentransport über Pfannenwagen möglich; eine weitere alternative Möglichkeit besteht durch feste, vorzugsweise zwei, Abstellplätze für die Pfannen sowie in einem Transport mittels eines Stahlwerkskrans. Alternatively, a pan transport via ladle is possible; Another alternative possibility consists of fixed, preferably two, parking spaces for the pans and in a transport by means of a steelwork crane.
Betreffend die Kokille 14 sei folgendes bemerkt: Bei den Standard CSP-Anlagen für Produktionsmengen von über einer Million Tonnen pro Jahr wird zumeist eine 1.100 mm lange Trichterkokille für Gießgeschwindigkeiten bis 8 m/min eingesetzt. With regard to mold 14, the following is noted: The standard CSP plants for production quantities in excess of one million tonnes per annum usually use a 1,100 mm long hopper die for casting speeds up to 8 m / min.
Für die Gießmaschine in Kompaktbauweise können verkürzte Trichterkokillen zum Einsatz kommen, deren Länge zwischen 900 und 1.100 mm liegt, je nach bevorzugter Gießgeschwindigkeit. Gegebenenfalls kann die Kokille noch kürzer gebaut werden. So werden gleichzeitig Investitions- und Betriebskosten gespart. For the casting machine in compact design shortened funnel coasters can be used, whose length is between 900 and 1100 mm, depending on the preferred casting speed. If necessary, the mold can be built even shorter. This saves investment and operating costs at the same time.
Betreffend die Strangführung 4 ist folgendes von Belang: Gemäß der hier Regarding the strand guide 4, the following is relevant: According to the here
vorliegenden Aufgabenstellung einer niedrigen Produktion in Verbindung mit der Kompaktbauweise der Kokille und der erfindungsgemäßen Strangführung ergibt sich vorteilhaft eine Gießmaschine 3, die kürzer als herkömmlich ist. Die Strangführung 4 endet im Bogen der Strangführung vor dem Richttreiber 6. Die Durcherstarrung des Stranges erfolgt vor dem Richttreiber 6, also innerhalb der Strangführung 4. Dies ist erforderlich, da sonst die notwendigen Ausziehkräfte zum Transport des Stranges nicht übertragen werden können. Present task of low production in conjunction with the compact design of the mold and the strand guide according to the invention advantageously results in a casting machine 3, which is shorter than conventional. The strand guide 4 ends in the arc of the strand guide in front of the straightening device 6. The solidification of the strand takes place before the straightening 6, ie within the strand guide 4. This is necessary because otherwise the necessary extraction forces for transporting the strand can not be transferred.
Um Investitionsaufwand und Betriebskosten besonders niedrig zu halten, muss die Durchschnittstemperatur des Stranges am Ende der Strangführung möglichst hoch sein. Dies wird erreicht durch einen möglichst geringen Abstand der In order to keep capital expenditure and operating costs particularly low, the average temperature of the strand at the end of the strand guide must be as high as possible be. This is achieved by the smallest possible distance
Enderstarrungsposition zur letzten Rolle der Strangführung sowie durch ein möglichst ausgeglichenes Temperaturprofil im Strang. Aufgrund der Abhängigkeit von unterschiedlichen Produktionskampagnen, wegen schwankender Prozessparameter wie Gießtemperatur, Kühlvolumenströme, radialen Rollenabständen (= Maulweiten) und Gießgeschwindigkeiten aber auch wegen Analyseschwankungen wird eine gleichbleibende Position der Durcherstarrung verhindert. Daher ist eine Enderstarrung im Bereich 10 mm bis 500 mm, dem Enderstarrungsposition to the last role of the strand guide and by a balanced as possible temperature profile in the strand. Due to the dependence on different production campaigns, because of fluctuating process parameters such as casting temperature, cooling flow rates, radial roll distances (= jaw widths) and casting speeds but also due to analysis fluctuations, a consistent position of solidification is prevented. Therefore, a final solidification in the range of 10 mm to 500 mm, the
Zielintervall, vor der letzten Rolle der Strangführung anzustreben. Der Bereich der Enderstarrung wird mit einem Erstarrungsanteil von FS = 0.9 bis 1.0, im Idealfall FS = 1.0, definiert. Target interval, to aim for the last role of the strand guide. The area of final solidification is defined with a solidification fraction of FS = 0.9 to 1.0, ideally FS = 1.0.
Da die Ofeneinlauftemperatur bei kürzeren Sumpflängen stark sinkt (siehe die Since the kiln inlet temperature drops sharply with shorter swamp lengths (see the
Ausführungen unten zum Ofen), muss die Sumpfspitze im vorgegebenen Zielintervall liegen, um die Ofenlänge kurz zu halten. Dies wird durch eine Regelung der Executions down to the furnace), the sump tip must be within the specified target interval to keep the furnace length short. This is done by a regulation of
Gießgeschwindigkeit und/oder der Kühlvolumenströme erreicht. Casting speed and / or the cooling volume flows achieved.
Die Bauform der Trichterkokille - senkrecht oder gekrümmt - hat Einfluss auf die Gestaltung des oberen Teils der Strangführung. The design of the hopper mold - vertical or curved - has an influence on the design of the upper part of the strand guide.
Mögliche Bauformen der Kokille sind die senkrechte Kokille, d. h. die Strangführung beginnt senkrecht oder mit großem Krümmungsradius (Klothoide). Weiterhin möglich ist eine gebogene Kokille, d. h. die Strangführung hat einen gleichen Possible designs of the mold are the vertical mold, d. H. the strand guide begins perpendicular or with a large radius of curvature (clothoids). Furthermore possible is a bent mold, d. H. the strand guide has a same
Krümmungsradius oder einen abnehmenden Krümmungsradius. Radius of curvature or a decreasing radius of curvature.
Der Krümmungsradius der Strangführung wird ausgehend vom am Kokillenauslauf vorliegenden Radius vorzugsweise bis zum minimalsten Krümmungsradius (siehe Fig. 2) verringert. Anschließend besteht die Möglichkeit, den Krümmungsradius zum Ende der Strangführung wieder zu vergrößern, wie z. B. bei der doppelten Klothoide. Die Verwendung des minimalsten Krümmungsradius innerhalb der Strangführung führt zu einer minimierten Bauhöhe. Zusätzlich ergeben sich daraus eine kurze Strangführungslänge und damit ein geringer Abstand zu den Richttreibern. Der minimalste Krümmungsradius in der Strangführung ist abhängig vom Werkstoff und der Strangdicke. Er ist abhängig von der maximal zulässigen Dehnung der Außenfaser des gekrümmten Stranges. Hierzu wird auf die Darstellung in Fig. 2 verwiesen. Analog dazu können für größere Krümmungsradien in der Strangführung größere Strangdicken vergossen werden. The radius of curvature of the strand guide is preferably reduced from the radius present at the mold outlet to the minimum radius of curvature (see FIG. 2). Then there is the possibility to increase the radius of curvature to the end of the strand guide again, such. B. in the double clothoid. The use of the minimum radius of curvature within the strand guide leads to a minimized height. In addition, this results in a short strand guide length and thus a small distance to the straightening drivers. The minimum radius of curvature in the strand guide depends on the material and the strand thickness. It depends on the maximum allowable elongation of the outer fiber of the curved strand. Reference is made to the illustration in FIG. 2. Similarly, larger strand thicknesses can be cast for larger radii of curvature in the strand guide.
Dabei gilt, dass die Bauformen der Strangführung durch die Produktion bzw. It is true that the designs of the strand guide by the production or
Gießgeschwindigkeit, die größte zu vergießende Strangdicke und den zu Casting speed, the largest strand thickness to be cast and the too
vergießenden Werkstoff bestimmt wird. casting material is determined.
Bei niedriger Produktion (z. B. 500.000 Tonnen pro Jahr) endet die Strangführung 4 vor dem Tangentenpunkt T; diese Situation ist in Fig. 3 dargestellt. Bei höherer Produktion (z. B. 800.000 Tonnen pro Jahr) endet die Strangführung 4 im oder nach dem Tangentenpunkt T; diese Situation ist in den Figuren 4 und 5 dargestellt. Hier kann in der Strangführung z. B. ein Verlauf der Krümmungsradien in Form einer doppelten Klothoide eingesetzt werden. Für kleine Bauformen bietet es sich an, die Strangführung 4 aus nur einem einzigen Segment (plus Richteinheit bzw. Richttreiber) zu erstellen. Bei größeren Bauformen sind indes zwei Segmente vorgesehen. In Fig. 6 sind diese beiden Möglichkeiten illustriert. At low production (eg 500,000 tons per year) the strand guide 4 ends before the tangent point T; this situation is shown in FIG. At higher production (eg 800,000 tons per year) the strand guide 4 ends at or after the tangent point T; this situation is shown in FIGS. 4 and 5. Here can in the strand guide z. B. a curve of the radii of curvature can be used in the form of a double clothoid. For small designs, it is advisable to create the strand guide 4 from only a single segment (plus straightening unit or straightening driver). For larger designs, however, two segments are provided. In Fig. 6, these two possibilities are illustrated.
Antriebe innerhalb der Strangführung sind nicht unbedingt erforderlich, da das Ausziehen des Strangs 2 durch die am Ende der Strangführung 4 befindliche Richt- und Treibereinheit 6 übernommen wird. Für kleinere Produktionen bzw. Gießgeschwindigkeiten ist eine geringere Strangführungslänge erforderlich. Für mittlere Produktionen bzw. Gießgeschwindigkeiten ist eine etwas längere Drives within the strand guide are not necessarily required because the extraction of the strand 2 is taken over by the located at the end of the strand guide 4 straightening and driving unit 6. For smaller productions or casting speeds, a lower strand guide length is required. For medium production or casting speeds is a slightly longer
Strangführungslänge erforderlich. Strand guide length required.
Für höhere Produktionen bzw. Gießgeschwindigkeiten ist eine längere For higher productions or casting speeds is a longer
Strangführungslänge erforderlich. Strand guide length required.
In Fig. 7 ist die jeweils bevorzugte Anordnung von Strangführung 4 und Richttreiber 6 in Abhängigkeit des Produktionsvolumens und in Bezug auf den Tangentenpunkt T dargestellt. Um möglichst wenig Temperatur durch Strahlung zu verlieren, muss der Abstand zwischen letzter gestützter Rolle und der Richteinheit möglichst gering sein. In Fig. 7, the respectively preferred arrangement of strand guide 4 and straightening 6 is shown as a function of the production volume and with respect to the tangent point T. In order to lose as little temperature as possible by radiation, the distance between the last supported roll and the straightening unit must be as small as possible.
Kostenreduzierend ist, dass die Strangführung 4 keine angetriebenen Rollen besitzt. Außerdem kann der konstruktiv benötigte Abstand zwischen letzter Rolle und der Richteinheit durch Isolierungen und Strahlungsschutzkomponenten gegen Cost-reducing is that the strand guide 4 has no driven rollers. In addition, the constructively required distance between the last role and the straightening unit by insulation and radiation protection components against
Energieverluste gesichert werden. Energy losses are secured.
Zur Erweiterung der Produktpalette und zur Produktionserhöhung sei folgendes bemerkt: Soll die Produktionspalette einer bestehenden Mikro-CSP-Anlage für Low und Medium Carbon auf einfache Art auf rissempfindliche Stähle oder größere Dicken (was einer größeren Produktion entspricht) erweitert werden, so muss der minimale Krümmungsradius durch einen Austausch der Segmente vergrößert werden. To expand the product range and increase production, the following should be noted: If the production range of an existing micro-CSP plant for low and medium carbon is to be easily extended to crack-sensitive steels or larger thicknesses (which corresponds to a larger production), the minimum radius of curvature must be increased be increased by exchanging the segments.
Dies sei an folgendem Beispiel illustriert: Bei der maximal möglichen Dehnung wird für eine Dicke von 40 mm ein This is illustrated by the following example: At the maximum possible elongation is for a thickness of 40 mm
Krümmungsradius von 2.100 mm angestrebt. Es ergibt sich: 2.100 mm / 40 mm « 2.400 mm / 45 mm Curvature radius of 2,100 mm sought. It follows: 2,100 mm / 40 mm «2,400 mm / 45 mm
Demgemäß wird bei gleicher Dehnung für rissempfindliche Stähle mit 45 mm Dicke ein minimaler Krümmungsradius von 2.400 mm benötigt. Accordingly, a minimum radius of curvature of 2400 mm is required for the same elongation for crack-sensitive steels of 45 mm thickness.
Mit vorgegebener Anlagenhöhe und Position der Richttreiber ist die Strangführung auszulegen. Dies kann erreicht werden mit Hilfe einer schon gekrümmten The strand guide must be designed with the specified system height and the position of the straightening driver. This can be achieved with the help of an already curved
Trichterkokille und einer modifizierten Strangführung. Der Richttreiber 6 und die Trennvorrichtung (Schere) können als Richttreiber- Scheren-Baueinheit 1 1 ausgestaltet werden (s. hierzu Fig. 8). Funnel Cokille and a modified strand guide. The straightening device 6 and the severing device (scissors) can be configured as straightening-scissors-unit 1 1 (see Fig. 8).
Zur weiteren generellen Kostenreduzierung und zur Erzielung schnellerer For further general cost reduction and to achieve faster
Segmentwechselzeiten können die Rieht- und Treibereinheit und die Segmente vorzugsweise getrennt voneinander gewechselt werden, so dass die Rieht- und Treibereinheit beim Segmentwechsel nicht mit gewechselt werden muss. Segment switching times, the Rieht- and driver unit and the segments are preferably changed separately, so that the Rieht- and driver unit does not have to be changed with the segment change.
Die Rieht- und Treibereinheit 6 besteht aus mindestens zwei Rollenpaaren mit Antrieb zum Übertragen der Kräfte für den Strangtransport. Zur Verdopplung der Auszugskräfte werden die Rollen auf der Ober- und der Unterseite angetrieben. The Rieht- and driver unit 6 consists of at least two pairs of rollers with drive for transmitting the forces for strand transport. To double the pull-out forces, the rollers are driven on the top and bottom.
Um den Abstand zwischen der Richteinheit und der Schere zu verkürzen, können Richttreiber und Schere als kompakte Baueinheit 11 (als„Richtschere") In order to shorten the distance between the straightening unit and the scissors, straightening drivers and scissors can be used as a compact unit 11 (as "straightening shear")
zusammengefasst sein (s. Fig. 8). Alternativ kann die„Richtschere" auch mit einer angetriebenen Richtrolle vor der Schere und einer Richtrolle hinter der Schere ausgeführt werden. Aufgrund der dann höheren Strangtemperaturen benötigt die Schere eine geringere Scherkraft. Hierdurch kann die Schere und deren Antrieb für sich kleiner und kompakter gebaut werden. Liegt die Kaltstrang-Ein- und -Ausfädelzone zwischen Richttreiber 6 und der Schere 9, ist dieser Bereich wiederum möglichst kurz zu bauen und mit Isolierung und be summarized (see Fig. 8). Alternatively, the straightening shears can also be made with a driven straightening roller in front of the shears and a straightening roller behind the shears.Thanks to the higher strand temperatures, the shears require less shearing force, making the shears and their drive smaller and more compact. If the cold-strand inlet and Ausfüdelzone between straightening 6 and the scissors 9, this area is again as short as possible to build and with insulation and
Strahlungsschutzkomponenten zu versehen. Im Bereich der Zwischenräume der Anlagenkomponenten werden Energieverluste durch den Einbau von Isolierungen und Strahlungsschutzkomponenten verringert. Die Schere 9 kann gegen die Wärmestrahlung der hohen Oberflächentemperaturen des Stranges durch Isolierung und Strahlungsschutzkomponenten geschützt sein. Radiation protection components to provide. In the interstices of the system components, energy losses are reduced through the installation of insulation and radiation protection components. The scissors 9 can be protected against the thermal radiation of the high surface temperatures of the strand by insulation and radiation protection components.
Die vorgeschlagene Anlage weist weiterhin eine Kaltstrangausfordereinheit, bevorzugt eine Kaltstrang-Wippe 10, auf (s. hierzu die Figuren 9 und 10). Die Kaltstrang-Einfädeleinheit kann sich zwischen Richtreibereinheit 6 und Schere 9 oder vorzugsweise nach der Schere 9 befinden. The proposed system furthermore has a cold-strand ejection unit, preferably a cold-rod rocker 10 (see FIGS. 9 and 10). The cold-strand threading unit may be located between the directional control unit 6 and the scissors 9 or preferably after the scissors 9.
Falls der Kaltstrang nach der Schere 9 vom Strangkopf getrennt wird, muss auch dieser Bereich möglichst kurz sein, um möglichst wenig Energie zu verlieren. Alle freien Strecken können durch Isolierungen und Strahlungsschutzkomponenten abgedeckt sein. If the cold strand is separated from the strand head after the shear 9, this area must be as short as possible in order to lose as little energy as possible. All free routes can be covered by insulation and radiation protection components.
In einer möglichen Ausführungsform kann der Kaltstrang über eine Wippe 10 oberhalb des Ofens 7 transportiert und dort abgelegt werden. Die Wippe 10 ist dann so gebaut, dass sie im normalen Gießbetrieb oberhalb des Ofens 7 liegt (siehe Fig. 9). Ihre über den Ofen 7 in Richtung Gießmaschine 3 hinausgehende Länge wird nach unten hin durch Isolierungen und Strahlungsschutzkomponenten geschützt. Diese Isolierungen dienen zum einem, um die Wippe 10 gegen die hohe Temperatur des Stranges zu schützen, und zum anderen, um die Energieverluste des Stranges zu verringern. An den Seitenwänden der Wippe 10 sind weitere Isolierungen und In one possible embodiment, the cold strand can be transported via a rocker 10 above the furnace 7 and deposited there. The rocker 10 is then constructed so that it lies above the furnace 7 in the normal casting operation (see FIG. 9). Your over the oven 7 in the direction of casting machine 3 extending length is protected downwards by insulation and radiation protection components. These insulations serve firstly to protect the rocker 10 against the high temperature of the strand, and secondly to reduce the energy losses of the strand. On the side walls of the rocker 10 are more insulation and
Strahlungsschutzkomponenten vorhanden, die bis in die Nähe des Hallenbodens reichen. Hierdurch wird der Raum zwischen Schere 9 und Ofen 7 zu einer Art  Radiation protection components present, which extend to the vicinity of the hall floor. As a result, the space between the scissors 9 and 7 oven to a kind
Wärmehaube ausgebildet: das erlaubt eine passive Verlängerung des Ofens 7. In einer alternativen Ausführungsform (s. hierzu Fig. 1 1 und 12) wird der Kaltstrang 12 zwischen der Schere 9 und dem Ofeneinlauf zur Hallendecke hin wegbefördert. Auch in dieser Ausführungsform ist der Abstand zwischen Schere 9 und Ofeneinlauf nach dem Ein- und Ausfördern des Kaltstranges 12 gegen Energieverluste zu schützen. Hier wird eine Wärmehaube 13 z. B. über den Ofen 7 hinweg verschoben oder durch eine Kippvorrichtung über den Ofen 7 gedreht. Zusätzlich ist ein Schutz für benachbarte mechanische oder elektrische Einrichtungen, wie z. B. die Schere 9, gegen die hohe Wärmestrahlung des Ofens anzubringen. Formed in an alternative embodiment (see Fig. 1 1 and 12), the cold strand 12 is conveyed away between the scissors 9 and the kiln inlet to the hall ceiling. Also in this embodiment, the distance between scissors 9 and kiln inlet is after the entry and removal of the cold strand 12 to protect against energy loss. Here is a heat hood 13 z. B. over the oven 7 away or rotated by a tilting device over the oven 7. In addition, protection for adjacent mechanical or electrical equipment, such. As the scissors 9, to install against the high thermal radiation of the furnace.
Für sämtliche Transportrollen zwischen Gießmaschine und Ofeneinlauf können nicht gekühlte Rollen verwendet werden, vorzugsweise Ofenrollen. Sie entziehen der Strangunterseite weniger Energie beim Rollenkontakt. For all transport rollers between the casting machine and the kiln inlet, non-cooled rolls can be used, preferably furnace rolls. They remove less energy from the strand underside during roller contact.
Das Ofensystem kann mit fossilen Brennstoffen oder elektrisch, insbesondere induktiv, beheizt werden. Es sind auch Kombinationen aus beiden Varianten möglich. Alternativ kann auch eine induktive Erwärmung mit anschließender passiver The furnace system can be heated with fossil fuels or electrically, in particular inductively. There are also combinations of both variants possible. Alternatively, an inductive heating with subsequent passive
Wärmehaube zum Ausgleich des Temperaturprofils eingesetzt werden, bzw. nur eine passive Wärmehaube. Heat hood can be used to compensate for the temperature profile, or only a passive heat hood.
Der Ofen muss mindestens so lang sein, dass eine Bramme ganz hinein passt und sie anschließend noch von der einlaufenden Gießgeschwindigkeit, vorzugsweise 4 bis 5 m/min, auf die benötigte Walzgeschwindigkeit (ca. 18 m/min) beschleunigt werden kann. Bei einer Brammenlänge von ca. 50 m reicht hierzu ein 60 m langer Ofen aus. The oven must be at least long enough for a slab to fit all the way in and then be accelerated to the required rolling speed (about 18 m / min) from the incoming casting speed, preferably 4 to 5 m / min. For a slab length of approx. 50 m, a 60 m long stove is sufficient.
Es gilt: Die Beschleunigungslänge ist die Länge, um die Bramme von der Gieß- auf die Walzgeschwindigkeit zu beschleunigen. Für die Ofenlänge gilt: Die minimale Ofenlänge ist die Brammenlänge plus die Beschleunigungslänge. The following applies: The acceleration length is the length in order to accelerate the slab from the casting speed to the rolling speed. For the furnace length, the following applies: The minimum furnace length is the slab length plus the acceleration length.
Um Walzenwechselzeiten auszugleichen, muss diese minimale Ofenlänge eventuelle verlängert werden (siehe unten zum Thema Walzenwechselzeiten). Nur wenn die Ofeneinlauftemperatur unterhalb der minimal zulässigen Walztemperatur liegt, muss der Ofen die Bramme aktiv auf diese Temperatur aufheizen. Hierzu sei folgendes Beispiel gegeben: To compensate for roll change times, this minimum furnace length may need to be extended (see below for roll change times). Only if the furnace inlet temperature is below the minimum allowable rolling temperature, the furnace must actively heat the slab to this temperature. The following example is given:
Zum Aufheizen einer 1.050 °C heißen Bramme werden bei einer Ofentemperatur von 1.100 °C folgende zusätzliche Ofenlängen benötigt: To heat a 1,050 ° C hot slab at an oven temperature of 1,100 ° C, the following additional oven lengths are required:
1 m kürzere Sumpflänge zusätzliche Ofenlänge 1 m shorter swamp length additional furnace length
1 m nicht isolierter Abstand 1 m uninsulated distance
zwischen Gießmaschine und  between casting machine and
Ofeneinlauf 5 m zusätzliche Ofenlänge  Kiln inlet 5 m additional kiln length
1 m isolierten Abstand 1 m isolated distance
zwischen Gießmaschine und  between casting machine and
Ofeneinlauf zusätzliche Ofenlänge mit  Kiln inlet additional kiln length with
= verkürzte Sumpflänge= shortened swamp length
= nicht isolierte Abstand zwischen Ende Gießmaschine und Ofen d Abstand Iso = isolierte Abstand zwischen Ende Gießmaschine und Ofen = uninsulated distance between end of casting machine and furnace d distance iso = isolated distance between end of casting machine and furnace
Daraus ergibt sich für die zum Aufheizen zusätzlich benötigte Ofenlänge: zusätzlich benötigte Ofenlänge « 28 * dSum f + 5 * dAbstand + 2 * dAbstandiso Aus dieser Näherungsformel wird ersichtlich: Der Abstand zwischen dem Ende der Gießmaschine, insbesondere dem Ende des Zielintervalls, und dem Ofeneinlauf ist möglichst gering zu halten. 28 * d Su mf + 5 * d + 2 * A opening gap d A bstandiso additionally required furnace length "From this approximate formula will be seen: As a result of the additionally required for heating furnace length: The distance between the end of the casting machine, in particular the end of the target interval, and the kiln inlet is to be kept as low as possible.
Die Sumpfspitze ist an das Ende der Gießmaschine (= in das Zielintervall) zu legen. The sump tip should be placed at the end of the casting machine (= in the target interval).
Zwischen dem Ende der Gießmaschine, insbesondere dem Ende des Zielintervalls, und dem Ofeneinlauf ist der Strang bzw. die Bramme durch Isolierungen oder Between the end of the casting machine, in particular the end of the target interval, and the kiln inlet is the strand or the slab by insulation or
Strahlungsschutzkomponenten gegen Energieverluste zu sichern. Das führt dazu, dass der Strang bzw. die Bramme heißer in den Ofen einläuft. Radiation protection components to secure against energy loss. This causes the strand or slab to enter the furnace more hotly.
Somit kann der Ofen kürzer ausgelegt werden (niedrigere Investitionskosten). Thus, the oven can be made shorter (lower investment costs).
Im Standard-Produktionsbetrieb muss der Strang bzw. die Bramme nicht oder weniger aktiv aufgeheizt werden (niedrigere Betriebskosten). In the standard production mode, the strand or the slab does not have to be actively or less heated (lower operating costs).
Zur Bestimmung des exakten Temperaturverlaufs im Ofen können mathematischphysikalische Modelle eingesetzt werden. Zu den Walzenwechselzeiten sei folgendes bemerkt: To determine the exact temperature curve in the furnace, mathematical-physical models can be used. Regarding the roller change times, the following should be noted:
Im Walzprozess verschleißen die Walzen und müssen, je nach Produktivität und Walzen werkst off, z. B. alle fünf Stunden gewechselt werden. Ziel ist es, diesen Walzenwechsel ohne Gießabbruch durchzuführen, da beim erneuten Angießen die Durchbruchgefahr steigt und Aggregate vorzeitig ersetzt werden müssten. In the rolling process, the rollers wear out and must, depending on productivity and rolling off, for. B. be changed every five hours. The aim is to perform this roll change without casting break, since the risk of breakthrough increases when re-casting and units should be replaced prematurely.
Um den Walzenwechsel ohne Gießabbruch durchzuführen, muss ausreichend Zeit zwischen dem Ende des vorherigen Bandes und dem Walzen der neuen Bramme geschaffen werden. Hierzu kann zum einen das Walzen des vorherigen Bandes beschleunigt werden und zum anderen das Gießen der neuen Bramme verlangsamt werden. Hierzu wird die Gießgeschwindigkeit herunter gefahren. Damit die Temperatur nicht zu stark absinkt, wird die Kühlung in der Gießmaschine entsprechend der Gießgeschwindigkeit reduziert. Falls die Bramme dennoch so kalt wird, dass sie im Ofen nicht mehr auf die nötigte Walztemperatur gebracht werden kann, muss sie mit der Schere gehäckselt werden. Die benötigten In order to perform the roll change without casting break, sufficient time must be created between the end of the previous strip and the rolling of the new slab. For this purpose, on the one hand, the rolling of the previous band can be accelerated and, on the other hand, the casting of the new slab can be slowed down. For this purpose, the casting speed is reduced. So that the temperature does not drop too much, the cooling in the casting machine is reduced according to the casting speed. If the slab nevertheless becomes so cold that it can no longer be brought to the required rolling temperature in the oven, it must be chopped with scissors. The necessities
Walzenwechselzeiten sind ein Kriterium für die Bestimmung der benötigten Roller change times are a criterion for determining the required
Ofenlänge. Furnace length.
Durch Kenntnis der benötigten Walzgeschwindigkeit, können die Gießgeschwindigkeit und die Temperatursteuerung in der Gießmaschine so optimiert werden, dass die maximal möglichen Strangtemperaturen erreicht werden. Hierdurch werden der Energiebedarf im Ofen reduziert und die Betriebskosten verringert. By knowing the required rolling speed, the casting speed and the temperature control in the casting machine can be optimized so that the maximum possible strand temperatures are achieved. This reduces the energy consumption in the oven and reduces operating costs.
In Fig. 13 ist hierzu ein Ablaufplan zur Prozesssteuerung beim Walzenwechsel dargestellt. In FIG. 13, a flow chart for process control during roll change is shown for this purpose.
Bezugszeichenliste: LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gieß-Walz-Anlage 1 casting-rolling plant
2 Metallband / Bramme  2 metal band / slab
3 Gießmaschine 3 casting machine
4 Strangführung  4 strand guide
5 Verbindungssystem  5 connection system
6 Richttreiber / Rieht- und Treibereinheit 6 Directional driver / driver and driver unit
7 Ofen 7 oven
8 Walzwerk 8 rolling mill
9 Trennvorrichtung (Schere)  9 separating device (scissors)
10 Kaltstrang-Wippe  10 cold-rod rocker
1 1 Richttreiber-Scheren-Baueinheit 1 1 straightener-scissor assembly
12 Kaltstrang 12 cold strand
13 verschiebbare Wärmehaube 13 movable heat hood
Förderrichtung conveying direction
Tangentenpunkt  tangent point

Claims

Patentansprüche: Patent claims:
Gieß-Walz-Anlage (1 ) zum Herstellen von Metallbändern (2), wobei das Casting-rolling system (1) for producing metal strips (2), whereby the
Metallband metal band
(2) die Gieß-Walz-Anlage (1 ) in eine Förderrichtung (F) durchläuft, umfassend: eine Gießmaschine (2) the casting-rolling system (1) passes through in a conveying direction (F), comprising: a casting machine
(3) mit einer Kokille mit vertikalem Ausgang zum Erzeugen eines Gießstrangs und einer der Kokille in Förderrichtung (F) nachgelagerte Strangführung (4) zum Umlenken des Gießstrangs aus der Vertikalen in die Horizontale, ein der Strangführung (3) with a mold with a vertical outlet for producing a casting strand and a strand guide (4) downstream of the mold in the conveying direction (F) for deflecting the casting strand from the vertical to the horizontal, a strand guide
(4) in Förderrichtung (F) nachgelagertes Verbindungssystem (4) connection system downstream in the conveying direction (F).
(5), das mindestens einen Richttreiber (5), which has at least one directional driver
(6) zum Ziehen des Gießstrangs aus der Strangführung (4) und eine Trennvorrichtung (9), insbesondere eine Schere, umfasst sowie einen Ofen (6) for pulling the casting strand out of the strand guide (4) and a separating device (9), in particular a pair of scissors, and an oven
(7) zum Erwärmen des Gießstrangs und ein dem Verbindungssystem (5) in Förderrichtung (F) nachgelagertes Walzwerk (7) for heating the casting strand and a rolling mill downstream of the connecting system (5) in the conveying direction (F).
(8) zum Walzen des Gießstrangs zum Metallband (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung (4) ein einziges oder zwei Rollensegmente aufweist, wobei deren zur Strangführung vorgesehene Rollen frei sind von einem Antrieb. (8) for rolling the casting strand into a metal strip (2), characterized in that the strand guide (4) has a single or two roller segments, the rollers provided for strand guidance being free of a drive.
Gieß-Walz-Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein zweier Rollensegmente in der Strangführung (4) diese im wesentlichen baugleich ausgebildet sind. Casting-rolling plant according to claim 1, characterized in that if two roller segments are present in the strand guide (4), they are essentially constructed in the same way.
Gieß-Walz-Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung (4) ausgebildet ist, den Gießstrang so zu biegen, dass er einen minimalen Krümmungsradius von 2.100 mm aufweist. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung (4) zumindest abschnittsweise die Form einer Klothoide aufweist. Casting-rolling plant according to claim 1 or 2, characterized in that the strand guide (4) is designed to bend the casting strand so that it has a minimum radius of curvature of 2,100 mm. Casting-rolling plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the strand guide (4) has the shape of a clothoid at least in sections.
Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille als gebogene Kokille ausgebildet ist. Casting-rolling system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the mold is designed as a curved mold.
Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Kokille maximal 1.100 mm beträgt, vorzugsweise zwischen 900 mm und 1.000 mm. Casting-rolling system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the length of the mold is a maximum of 1,100 mm, preferably between 900 mm and 1,000 mm.
Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Strangführung (4) ohne Kokille eine maximale Höhe von 3 m aufweist. Casting-rolling plant according to one of claims 1 to 6, characterized in that the height of the strand guide (4) without a mold has a maximum height of 3 m.
Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungssystem (5) die Rieht- und Treibereinheit (6) und den Ofen (7) aufweist, wobei zwischen der Rieht- und Treibereinheit (6) und dem Ofen (7) eine Trennvorrichtung (9), insbesondere eine Schere, angeordnet ist, wobei die Rieht- und Treibereinheit und die Trennvorrichtung vorzugsweise konstruktiv als bauliche Einheit ausgebildet sind. Casting-rolling plant according to one of claims 1 to 7, characterized in that the connection system (5) has the straightening and driving unit (6) and the furnace (7), with between the straightening and driving unit (6) and the Furnace (7) a separating device (9), in particular a pair of scissors, is arranged, the straightening and driver unit and the separating device preferably being designed as a structural unit.
9. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungssystem (5) eine Kaltstrang-Wippe (10) mit integrierter Isolierung aufweist. 9. Casting-rolling system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the connection system (5) has a cold strand rocker (10) with integrated insulation.
10. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung (4) vor dem Tangentenpunkt (T) endet. 10. Casting-rolling system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the strand guide (4) ends before the tangent point (T).
1 1. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung (4) im oder hinter dem Tangentenpunkt (T) endet. 1 1. Casting-rolling system according to one of claims 1 to 9, characterized in that the strand guide (4) ends in or behind the tangent point (T).
12. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch 12. Casting-rolling system according to one of claims 1 to 11, thereby
gekennzeichnet, dass die Rieht- und Treibereinheit (6) angetriebene Rollen auf der Oberseite und der Unterseite der Bramme (2) aufweist. characterized in that the directional and driver unit (6) has driven rollers on the top and bottom of the slab (2).
13. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (7) kürzer als 100 m ist. 13. Casting-rolling plant according to one of claims 1 to 12, characterized in that the furnace (7) is shorter than 100 m.
14. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Ofen (7) mindestens ein induktives Heizelement aufweist. 14. Casting-rolling system according to one of claims 1 to 13, characterized in that the furnace (7) has at least one inductive heating element.
15. Gieß-Walz-Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ofen (7) mindestens eine Wärmehaube in Förderrichtung (F) vor- oder nachgeordnet ist. 15. Casting-rolling plant according to claim 14, characterized in that at least one heat hood is arranged upstream or downstream of the furnace (7) in the conveying direction (F).
16. Verfahren zum Betreiben einer Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Gießmaschine (3) gegossene Gießstrang ohne weitere 16. A method for operating a casting-rolling system according to one of claims 1 to 15, characterized in that the casting strand cast in the casting machine (3) without further
Erwärmung im Ofen (7) dem Walzwerk (8) zugeführt und in diesem gewalzt wird. Heating in the furnace (7) is fed to the rolling mill (8) and rolled in this.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der gegossene Gießstrang in der Strangführung so abgekühlt wird, dass er beim Erreichen des Richttreibers (6) vollständig durcherstarrt ist. Method according to claim 16, characterized in that the cast casting strand is cooled in the strand guide so that it is completely solidified when it reaches the directional driver (6).
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der gegossene Gießstrang in der Strangführung so durch Regelung der Method according to claim 15 or 16, characterized in that the cast casting strand in the strand guide by regulating the
Kühlwassermenge und/oder der Gießgeschwindigkeit abgekühlt wird, dass er 500 mm bis 10 mm in Förderrichtung (F) vor der letzten Rolle der Strangführung vollständig durcherstarrt ist. The amount of cooling water and / or the casting speed is cooled so that it is completely solidified 500 mm to 10 mm in the conveying direction (F) before the last roll of the strand guide.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofeneinlauftemperatur größer als 1.050 °C ist. 9. Method according to one of claims 15 to 18, characterized in that the furnace inlet temperature is greater than 1,050 °C.
0. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffstähle mit niedrigen und mittleren Kohlenstoffgehalten verarbeitet werden. 0. Method according to one of claims 15 to 19, characterized in that the carbon steels with low and medium carbon contents are processed.
1. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießstrang mit einer Dicke zischen 40 mm und 60 mm, vorzugsweise 45 mm bis 55 mm, aus der Strangführung der Gießanlage ausläuft. 1. Method according to one of claims 15 to 20, characterized in that the casting strand with a thickness between 40 mm and 60 mm, preferably 45 mm to 55 mm, runs out of the strand guide of the casting system.
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