EP3291933B1 - Giess-walz-anlage und verfahren zu deren betrieb - Google Patents

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EP3291933B1
EP3291933B1 EP16720393.4A EP16720393A EP3291933B1 EP 3291933 B1 EP3291933 B1 EP 3291933B1 EP 16720393 A EP16720393 A EP 16720393A EP 3291933 B1 EP3291933 B1 EP 3291933B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
casting
strip
installation according
rolling installation
rolling
Prior art date
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Active
Application number
EP16720393.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3291933A1 (de
Inventor
Uwe Plociennik
Thomas Heimann
Christoph Tischner
Markus Reifferscheid
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—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
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/22—Metal-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
    • 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-rolling plant for small-scale 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 outlet mold for producing a cast strand and one of the mold in 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 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 the metal strip. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a casting-rolling plant.
  • a casting-rolling plant of the generic type is known from EP 0 846 508 A1 and from the EP 0 535 368 B1 known. Similar and other solutions reveal the EP 0 099 076 B1 , the EP 2 571 640 B1 , the WO 2013/113832 A1 , the DE 10 2010 022 003 A1 , the AT 292 937 B , the CH 595 165 A5 , the DE 12 33 542 B and the CH 407 422 A ,
  • 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.
  • VSB Vertical Solid Bending
  • VLB Vertical Liquid Bending
  • the invention is therefore the object of developing a generic casting-rolling device so 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.
  • 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.
  • connection system between steel mill and rolling mill is designed in particular such that the strand at the kiln inlet has a sufficiently high average temperature for the subsequent rolling operation.
  • 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 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 clothoid, at least in sections.
  • 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.
  • 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 constructed constructively as "straightening shears".
  • the oven therefore advantageously has a minimized length.
  • the length consists of the slab length, the acceleration length and the additional heating length to compensate for the heat losses.
  • connection system furthermore has a cold-string delivery unit, preferably a cold-rod rocker, with integrated insulation.
  • the strand guide preferably ends before the tangent point; this is preferred for low production to obtain a minimum energy requirement.
  • the strand guidance can also end in or behind the tangent point. This is advantageous in higher productions.
  • the straightening and driving unit preferably has driven rollers on the top and bottom of the slab. This is advantageous because of the doubling of the withdrawal forces.
  • the oven is preferably shorter than 100 m.
  • the furnace has, according to one 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.
  • the heating unit is thus specially adapted to the requirements of the short casting machine. 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 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 discharging the cold strand this heat hood is pushed over the adjoining oven.
  • the method for operating such a casting-rolling plant is carried out according to the invention in that the casting strand cast in the casting machine is fed into the rolling mill without further heating in the furnace and rolled therein.
  • the cast casting strand is cooled in the strand guide so that it is completely solidified when reaching the straightening driver.
  • the cast casting strand is cooled in the strand guide so that it is completely solidified 500 mm to 10 mm (target interval) in the conveying direction before the last roll of the strand guide.
  • This approach is particularly advantageous in terms of low investment and operating costs.
  • 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.
  • a simple extension of the Micro-CSP system on higher quality steels or higher production is possible.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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. Due to the compact design according to the invention, little energy is lost, so that energy must be supplied in the subsequent furnace system only in special production conditions.
  • 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, Kaltstrangaus makesystem and furnace systems.
  • Key component is a casting machine with short strand guide and a small distance to the furnace.
  • connection system the components behind the caster - such as straightening unit, scissors, Kaltstrangaus proportional system and furnace systems - are addressed as a connection system.
  • Fig. 1 is 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.
  • the 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 comprises a straightening driver 6, a subsequent separating device, preferably a pair of scissors 9, and an oven 7; Furthermore, a cold-strand rocker 10 is present.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the following is of importance: According to the present problem of low production in conjunction with the compact design of the mold and the strand guide according to the invention, a casting machine 3 which is shorter than conventional advantageously results.
  • 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.
  • the average temperature of the strand at the end of the strand guide must be as high as possible his. This is achieved by the smallest possible distance of Enderstarrungsposition to the last role of the strand guide and by the most balanced temperature profile in the strand.
  • a final solidification in the range of 10 mm to 500 mm, the target interval should be aimed at before the last roll of the strand guide.
  • the swamp tip must be within the specified target interval in order to keep the kiln length short. This is achieved by regulating the casting speed and / or the cooling volume flows.
  • the design of the hopper mold - vertical or curved - has an influence on the design of the upper part of the strand guide.
  • the mold 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 radius of curvature or a decreasing radius of curvature.
  • the radius of curvature of the strand guide starting from the radius present at the mold outlet, preferably up to the minimum radius of curvature (see Fig. 2 ) decreased. 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 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. For this purpose, refer to the illustration in Fig. 2 directed.
  • larger strand thicknesses can be cast for larger radii of curvature in the strand guide.
  • the design of the strand guide is determined by the production or casting speed, the largest strand thickness to be cast and the material to be cast.
  • the strand guide 4 ends at or after the tangent point T; this situation is in the FIGS. 4 and 5 shown.
  • a curve of the radii of curvature can be used in the form of a double clothoid.
  • strand guide 4 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.
  • Fig. 7 is the respectively preferred arrangement of strand guide 4 and straightening 6 depending on the production volume and with respect to the tangent point T shown.
  • the distance between the last supported roll and the straightening unit must be as small as possible. Cost-reducing is that the strand guide 4 has no driven rollers. In addition, the structurally required distance between the last role and the straightening unit can be secured by insulation and radiation protection components against energy losses.
  • 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 hopper mold and a modified strand guide.
  • the straightening device 6 and the separating device can be configured as a straightening-scissors-unit 11 (see Fig. 8 ).
  • the straightening and driving unit and the segments can preferably be changed separately, so that the straightening and driving unit does not have to be changed with the segment change.
  • the straightening and driving unit 6 consists of at least two roller pairs with drive for transmitting the forces for strand transport. To double the pull-out forces, the rollers are driven on the top and bottom.
  • straightening drivers and scissors can be combined as a compact unit 11 (as a "straightener") (s. Fig. 8 ).
  • the "straightener” can be performed with a driven straightening roller in front of the scissors and a straightening roller behind the scissors. Due to the then higher strand temperatures, the shear requires a lower shear force. This allows the scissors and their drive to be built smaller and more compact.
  • 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 proposed system furthermore has a cold-extruded discharge unit, preferably a cold-extruded rocker 10 (see, for this, the 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.
  • 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.
  • 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 in the normal casting above the furnace 7 (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 more insulation and radiation protection components are present, which extend into the vicinity of the hall floor.
  • the space between the scissors 9 and 7 furnace is formed into a kind of heat hood: this allows a passive extension of the furnace. 7
  • 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.
  • protection for adjacent mechanical or electrical equipment such. As the scissors 9, to install against the high thermal radiation of the furnace.
  • non-cooled rolls can be used, preferably furnace rolls. They remove less energy from the strand underside during roller contact.
  • 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 heat hood can be used to compensate for the temperature profile, or only a passive heat hood.
  • the furnace 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.
  • the acceleration length is the length in order to accelerate the slab from the casting speed to the rolling speed.
  • the minimum furnace length is the slab length plus the acceleration length.
  • this minimum furnace length may need to be extended (see below for roll change times).
  • furnace length additionally required for heating: additionally required oven length ⁇ 28 * d swamp + 5 * d distance + 2 * d AbstandIso
  • the strand or the slab is to be protected against energy losses by means of insulation or radiation protection components.
  • the oven can be made shorter (lower investment costs).
  • the strand or the slab does not have to be actively or less heated (lower operating costs).
  • roller change times the following should be noted: In the rolling process, the rollers wear and must, depending on productivity and roll material, 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.
  • 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 required roll change times are a criterion for determining the required furnace length.
  • 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.
  • Fig. 13 For this purpose, a flow chart for process control during roll change is shown.

Description

  • 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 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 Metallband. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Gieß-Walz-Anlage.
  • Eine Gieß-Walz-Anlage der gattungsgemäßen Art ist aus der EP 0 846 508 A1 und 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 2013/113832 A1 , die DE 10 2010 022 003 A1 , die AT 292 937 B , die CH 595 165 A5 , die DE 12 33 542 B und die CH 407 422 A .
  • 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.
  • 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.
  • Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Gieß-WalzVorrichtung so fortzubilden, dass die Funktionalität der Anlage erhöht werden kann, wobei es insbesondere möglich werden soll, bei geringen Investitions- und Betriebskosten hochwertiges Metallband herzustellen.
  • 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.
  • Dabei ist das Verbindungssystem zwischen Stahl- und Walzwerk insbesondere so ausgestaltet, dass der Strang am Ofeneinlauf eine für den anschließenden 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.
  • Bei Vorhandensein zweier Rollensegmente in der Strangführung sind diese bevorzugt im wesentlichen baugleich ausgebildet.
  • 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 Klothoide auf.
  • 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.
  • 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 Walzgeschwindigkeit beschleunigt werden kann (Ofenlänge = Brammenlänge + Beschleunigungslänge).
  • 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 Wärmeverluste.
  • Das Verbindungssystem weist ferner eine Kaltstrangausfördereinheit, bevorzugt eine Kaltstrang-Wippe, mit integrierter Isolierung auf.
  • Die Strangführung endet bevorzugt vor dem Tangentenpunkt; dies ist bei geringen Produktionen bevorzugt, um einen minimalen Energiebedarf zu erhalten.
  • Die Strangführung kann auch im oder hinter dem Tangentenpunkt enden. Dies ist bei höheren Produktionen vorteilhaft.
  • Die Richt- und Treibereinheit weist bevorzugt angetriebene Rollen auf der Oberseite und der Unterseite der Bramme auf. Dies ist wegen der Verdopplung der Abzugskräfte vorteilhaft.
  • Der Ofen ist bevorzugt kürzer ist als 100 m. Der Ofen weist gemäß einer Ausführungsform mindestens ein induktives Heizelement auf. Weiterhin kann vorgesehen werden, dass dem Ofen mindestens eine Wärmehaube in Förderrichtung vor- oder nachgeordnet ist.
  • Die Erwärmungseinheit ist somit speziell auf die Erfordernisse der kurzen 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.
  • 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 Wärmehaube über den anschließenden Ofen geschoben.
  • Das Verfahren zum Betreiben einer solchen Gieß-Walz-Anlage erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass der in der Gießmaschine gegossene Gießstrang ohne weitere Erwärmung im Ofen dem Walzwerk zugeführt und in diesem gewalzt wird.
  • Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass der gegossene Gießstrang in der Strangführung so abgekühlt wird, dass er beim Erreichen des Richttreibers vollständig durcherstarrt ist.
  • 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 Strangführung vollständig durcherstarrt ist. Diese Vorgehensweise ist bezüglich geringen Investitions- und Betriebskosten besonders vorteilhaft.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Erfindung betrifft insofern die Verknüpfung eines Stahlwerks mit einem Walzwerk durch eine kleine Gießmaschine (Mikro-Gießmaschine) und ein Verbindungssystem.
  • 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 erfindungsgemäße kompakte Bauweise geht wenig Energie verloren, so dass im nachfolgenden Ofensystem nur bei besonderen Produktionsbedingungen Energie zugeführt werden muss.
  • Dabei sollen hauptsächlich Kohlenstoffstähle mit niedrigem und mittlerem 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.
  • Namentlich werden dabei vorliegend die Komponenten hinter der Gießmaschine - wie Richttreibereinheit, Schere, Kaltstrangausfördersystem und Ofensysteme - als Verbindungssystem angesprochen.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
    • Fig. 1
    zeigt schematisch eine Gieß-Walz-Anlage, wobei eine Gießmaschine ohne angetriebene Segmente eingesetzt wird,
    Fig. 2
    zeigt eine tabellarische Auflistung, in der für verschiedene Werkstoffe zulässige Dehnungen, minimalste Krümmungsradien und maximale Strangdicken aufgezeigt sind,
    Fig. 3
    zeigt eine Strangführung mit Kokille und einer ersten Richtteiberrolle vor dem Tangentenpunkt T,
    Fig. 4
    zeigt eine Strangführung mit Kokille und einer ersten Richtteiberrolle im Tangentenpunkt,
    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,
    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 Gießbetrieb,
    Fig. 10
    zeigt eine Kaltstrang-Wippe als passive Verlängerung beim Transport des Kaltstrangs,
    Fig. 11
    zeigt eine verschiebbare Wärmehaube bei der Kaltstrang-Ausförderung,
    Fig. 12
    zeigt die verschiebbare Wärmehaube während der Produktion und
    Fig. 13
    zeigt einen Ablaufplan zur Prozesssteuerung beim Walzenwechsel.
  • 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.
  • 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 eine Schere 9, und einen Ofen 7 auf; des weiteren ist eine Kaltstrang-Wippe 10 vorhanden.
  • Eingetragen ist in Fig. 1 noch der Tangentenpunkt T, an dem das gegossene Metallband 2 in die Horizontale mündet.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Betreffend die Strangführung 4 ist folgendes von Belang: Gemäß der hier 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.
  • 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 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 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.
  • Da die Ofeneinlauftemperatur bei kürzeren Sumpflängen stark sinkt (siehe die Ausführungen unten zum Ofen), muss die Sumpfspitze im vorgegebenen Zielintervall liegen, um die Ofenlänge kurz zu halten. Dies wird durch eine Regelung der Gießgeschwindigkeit und/oder der Kühlvolumenströme erreicht.
  • Die Bauform der Trichterkokille - senkrecht oder gekrümmt - hat Einfluss auf die Gestaltung des oberen Teils der Strangführung.
  • 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 Krümmungsradius oder einen abnehmenden Krümmungsradius.
  • 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.
  • Dabei gilt, dass die Bauformen der Strangführung durch die Produktion bzw. Gießgeschwindigkeit, die größte zu vergießende Strangdicke und den zu vergießenden Werkstoff bestimmt wird.
  • 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.
  • 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 Strangführungslänge erforderlich.
  • Für höhere Produktionen bzw. Gießgeschwindigkeiten ist eine längere Strangführungslänge erforderlich.
  • 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. 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 Energieverluste gesichert werden.
  • 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.
  • Dies sei an folgendem Beispiel illustriert:
    Bei der maximal möglichen Dehnung wird für eine Dicke von 40 mm ein Krümmungsradius von 2.100 mm angestrebt. Es ergibt sich: 2.100 mm / 40 mm ≈ 2.400 mm / 45 mm
    Figure imgb0001
  • Demgemäß wird bei gleicher Dehnung für rissempfindliche Stähle mit 45 mm Dicke ein minimaler Krümmungsradius von 2.400 mm benötigt.
  • Mit vorgegebener Anlagenhöhe und Position der Richttreiber ist die Strangführung auszulegen. Dies kann erreicht werden mit Hilfe einer schon gekrümmten Trichterkokille und einer modifizierten Strangführung.
  • Der Richttreiber 6 und die Trennvorrichtung (Schere) können als Richttreiber-Scheren-Baueinheit 11 ausgestaltet werden (s. hierzu Fig. 8).
  • Zur weiteren generellen Kostenreduzierung und zur Erzielung schnellerer Segmentwechselzeiten können die Richt- und Treibereinheit und die Segmente vorzugsweise getrennt voneinander gewechselt werden, so dass die Richt- und Treibereinheit beim Segmentwechsel nicht mit gewechselt werden muss.
  • Die Richt- 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.
  • Um den Abstand zwischen der Richteinheit und der Schere zu verkürzen, können Richttreiber und Schere als kompakte Baueinheit 11 (als "Richtschere") 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 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.
  • Die vorgeschlagene Anlage weist weiterhin eine Kaltstrangausfördereinheit, 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.
  • 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.
  • 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 Strahlungsschutzkomponenten vorhanden, die bis in die Nähe des Hallenbodens reichen. Hierdurch wird der Raum zwischen Schere 9 und Ofen 7 zu einer Art Wärmehaube ausgebildet: das erlaubt eine passive Verlängerung des Ofens 7.
  • In einer alternativen Ausführungsform (s. hierzu Fig. 11 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.
  • Für sämtliche Transportrollen zwischen Gießmaschine und Ofeneinlauf können nicht gekühlte Rollen verwendet werden, vorzugsweise Ofenrollen. Sie entziehen der Strangunterseite weniger Energie beim Rollenkontakt.
  • 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 Wärmehaube zum Ausgleich des Temperaturprofils eingesetzt werden, bzw. nur eine passive Wärmehaube.
  • 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.
  • 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.
  • 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:
    Zum Aufheizen einer 1.050 °C heißen Bramme werden bei einer Ofentemperatur von 1.100 °C folgende zusätzliche Ofenlängen benötigt:
    1 m kürzere Sumpflänge ≈ 28 m zusätzliche Ofenlänge
    1 m nicht isolierter Abstand zwischen Gießmaschine und Ofeneinlauf ≈ 5 m zusätzliche Ofenlänge
    1 m isolierten Abstand zwischen Gießmaschine und Ofeneinlauf ≈ 2 m zusätzliche Ofenlänge
    mit
    • dSumpf
    := verkürzte Sumpflänge
    dAbstand
    := nicht isolierte Abstand zwischen Ende Gießmaschine und Ofen
    dAbstandIso
    := isolierte Abstand zwischen Ende Gießmaschine und Ofen
  • Daraus ergibt sich für die zum Aufheizen zusätzlich benötigte Ofenlänge: zusätzlich benötigte Ofenlänge ≈ 28 * d Sumpf + 5 * d Abstand + 2 * d AbstandIso
    Figure imgb0002
  • 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.
  • Die Sumpfspitze ist an das Ende der Gießmaschine (= in das Zielintervall) zu legen.
  • Zwischen dem Ende der Gießmaschine, insbesondere dem Ende des Zielintervalls, und dem Ofeneinlauf ist der Strang bzw. die Bramme durch Isolierungen oder Strahlungsschutzkomponenten gegen Energieverluste zu sichern.
  • Das führt dazu, dass der Strang bzw. die Bramme heißer in den Ofen einläuft.
  • Somit kann der Ofen kürzer ausgelegt werden (niedrigere Investitionskosten).
  • Im Standard-Produktionsbetrieb muss der Strang bzw. die Bramme nicht oder weniger aktiv aufgeheizt werden (niedrigere Betriebskosten).
  • Zur Bestimmung des exakten Temperaturverlaufs im Ofen können mathematischphysikalische Modelle eingesetzt werden.
  • Zu den Walzenwechselzeiten sei folgendes bemerkt:
    Im Walzprozess verschleißen die Walzen und müssen, je nach Produktivität und Walzenwerkstoff, 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.
  • 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 Walzenwechselzeiten sind ein Kriterium für die Bestimmung der benötigten Ofenlänge.
  • 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.
  • In Fig. 13 ist hierzu ein Ablaufplan zur Prozesssteuerung beim Walzenwechsel dargestellt.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Gieß-Walz-Anlage
    2
    Metallband / Bramme
    3
    Gießmaschine
    4
    Strangführung
    5
    Verbindungssystem
    6
    Richttreiber / Richt- und Treibereinheit
    7
    Ofen
    8
    Walzwerk
    9
    Trennvorrichtung (Schere)
    10
    Kaltstrang-Wippe
    11
    Richttreiber-Scheren-Baueinheit
    12
    Kaltstrang
    13
    verschiebbare Wärmehaube
    F
    Förderrichtung
    T
    Tangentenpunkt

Claims (21)

  1. Gieß-Walz-Anlage (1) zum Herstellen von Metallbändern (2), wobei das Metallband (2) die Gieß-Walz-Anlage (1) in eine Förderrichtung (F) durchläuft, umfassend:
    eine Gießmaschine (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 (4) in Förderrichtung (F) nachgelagertes Verbindungssystem (5), das mindestens einen Richttreiber (6) zum Ziehen des Gießstrangs aus der Strangführung (4) und eine Trennvorrichtung (9), insbesondere eine Schere, umfasst sowie einen Ofen (7) zum Erwärmen des Gießstrangs und
    ein dem Verbindungssystem (5) in Förderrichtung (F) nachgelagertes Walzwerk (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.
  2. Gieß-Walz-Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein zweier Rollensegmente in der Strangführung (4) diese im wesentlichen baugleich ausgebildet sind.
  3. 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.
  4. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung (4) zumindest abschnittsweise die Form einer Klothoide aufweist.
  5. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille als gebogene Kokille ausgebildet ist.
  6. 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.
  7. 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.
  8. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungssystem (5) die Richt- und Treibereinheit (6) und den Ofen (7) aufweist, wobei zwischen der Richt- und Treibereinheit (6) und dem Ofen (7) eine Trennvorrichtung (9), insbesondere eine Schere, angeordnet ist, wobei die Richt- und Treibereinheit und die Trennvorrichtung vorzugsweise konstruktiv als bauliche Einheit ausgebildet sind.
  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.
  10. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung (4) vor dem Tangentenpunkt (T) endet.
  11. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung (4) im oder hinter dem Tangentenpunkt (T) endet.
  12. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Richt- und Treibereinheit (6) angetriebene Rollen auf der Oberseite und der Unterseite der Bramme (2) aufweist.
  13. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (7) kürzer als 100 m ist.
  14. Gieß-Walz-Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofen (7) mindestens ein induktives Heizelement aufweist.
  15. Gieß-Walz-Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ofen (7) mindestens eine Wärmehaube in Förderrichtung (F) vor- oder nachgeordnet ist.
  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 Erwärmung im Ofen (7) dem Walzwerk (8) zugeführt und in diesem gewalzt wird.
  17. 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.
  18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der gegossene Gießstrang in der Strangführung so durch Regelung der 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.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofeneinlauftemperatur größer als 1.050 °C ist.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlenstoffstähle mit niedrigen und mittleren Kohlenstoffgehalten verarbeitet werden.
  21. 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.
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