EP4574306A1 - Vorrichtung zur vergleichmässigung des temperaturprofils des strangs einer stranggiessanlage - Google Patents

Vorrichtung zur vergleichmässigung des temperaturprofils des strangs einer stranggiessanlage Download PDF

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EP4574306A1
EP4574306A1 EP23217644.6A EP23217644A EP4574306A1 EP 4574306 A1 EP4574306 A1 EP 4574306A1 EP 23217644 A EP23217644 A EP 23217644A EP 4574306 A1 EP4574306 A1 EP 4574306A1
Authority
EP
European Patent Office
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strand guide
bales
strand
width direction
center
Prior art date
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Pending
Application number
EP23217644.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Watzinger
Joachim Hammerl
Irene Watzinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primetals Technologies Austria GmbH filed Critical Primetals Technologies Austria GmbH
Priority to EP23217644.6A priority Critical patent/EP4574306A1/de
Priority to PCT/EP2024/086237 priority patent/WO2025132083A1/de
Publication of EP4574306A1 publication Critical patent/EP4574306A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • B22D11/1287—Rolls; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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

Definitions

  • the present invention is in the field of continuous casting technology and describes a strand guide unit for a continuous casting plant, or a continuous casting plant for casting steel to produce a strand in a continuous process.
  • the invention relates to a strand guide unit which has strand guide rollers which are arranged on both broad sides for guiding a strand on both sides, comprising roll bales arranged next to one another in the width direction, said roll bales being designed as edge bales or central bales.
  • a center bale is arranged on only one side.
  • additional roller bales are arranged on both sides.
  • bearing points which comprise edge bearing points and central bearing points, with the edge bearing points having an edge bale arranged on only one side and the central bearing points having roll bales arranged on both sides.
  • the invention relates to a continuous casting plant.
  • the temperature profile of the strand downstream of the continuous casting machine plays a significant role in determining the quality of the final product.
  • a locally uniform temperature profile of the strand is particularly important in ESP (Endless Strip Processing) plants.
  • endless steel strips are produced in a combined casting/rolling process. This means that the continuous casting machine is directly connected to the rolling mill.
  • the temperature profile of the strand is directly incorporated into the rolling process and has a significant influence on it.
  • the requirement for uniform strand temperature affects both the local surface temperature profile of the strand in the width direction and the temperature distribution in the casting thickness direction.
  • Spray cooling also known as secondary cooling, removes heat from the strand using cooling water.
  • the cooling water is applied to the strand through a large number of individual nozzles arranged in rows of nozzles.
  • the rows of nozzles are typically located between the strand guide rollers in the so-called roller gap.
  • a row of nozzles consists of a certain number of individual nozzles arranged at equal distances from one another in the width direction.
  • the cooling effect is based on convective heat transfer and is determined by many factors such as the spray distribution, the volume flow of the cooling water, and the nozzle positions.
  • spray nozzles are positioned offset from one row to the next by half a nozzle spacing in the width direction.
  • this does not satisfactorily compensate for the non-uniformity of the local temperature distribution on the strand surface.
  • undesirable non-uniform strand temperature profiles occur. In this context, this is also referred to as streaking.
  • Another mechanism by which heat is removed from the strand is heat conduction from the strand to the strand guide.
  • the strand After leaving the mold, the strand is supported and guided by strand guide rollers. Due to the considerable support loads, these strand guide rollers are split and consist of several bales. These are supported in edge bearings and center bearings. Where center bearings are located, the contact between the strand and the strand guide roller is interrupted and thus also the heat conduction from the strand to the strand guide roller.
  • cooling water can penetrate these areas (channeling) and thus affect the heat transfer. This is particularly true for high cooling water flows. Both of the effects described lead to uneven cooling of the strand.
  • One object of the invention is to provide a strand guide unit for a continuous casting plant for producing a strand that creates the most uniform temperature distribution possible on the surface of the strand during the continuous casting process. This subsequently influences the temperature distribution within the strand and improves the quality of the final product.
  • the strand guide unit has strand guide rollers which are arranged on both broad sides for guiding a strand on both sides, comprising roll bales arranged next to one another in the width direction, said roll bales being designed as edge bales or central bales.
  • a center bale is arranged on only one side.
  • additional roller bales are arranged on both sides.
  • bearing points which comprise edge bearing points and central bearing points, with the edge bearing points having an edge bale arranged on only one side and the central bearing points having roll bales arranged on both sides.
  • Each strand guide roller has at least three center bearing points, with the at least two center rolls each having the same length in the width direction.
  • the center bearing points each have the same width in the width direction.
  • the center bearing point is understood to be the area that lies between individual roll rolls in the width direction. That is, the area in which the strand guide rollers are interrupted in the width direction and where, therefore, no support of the cast strand is provided.
  • each strand guide roller has a widthwise length difference corresponding to half the length of a center roll, including half the width of a center bearing point.
  • Directly adjacent strand guide rollers, viewed in the casting direction, are each mirrored around a plane that runs along half the total length of the strand guide rollers in the casting direction.
  • the temperature distribution on the strand surface is significantly influenced by the strand's cooling. This results from heat transfer from the strand to its surroundings through convection, conduction, and radiation. Radiation is determined by temperature distributions, emission factors, and visibility factors. Heat transfer via convection occurs primarily through cooling water applied to the strand. Heat transfer via conduction from the strand to the strand guide rollers is determined by the barrels and bearing points, which thus influence the strand's temperature distribution.
  • the described arrangement of the bearing points and bales results in a recurring pattern and contributes to the homogenization of heat transfer via conduction from the strand to the strand guide rollers across the width. Furthermore, no more than three different bale lengths are required.
  • a strand guide unit in which all center rolls are of the same length and the center bearing points immediately following the center roll in the casting direction are each arranged centrally in relation to these center rolls in the width direction.
  • the arrangement of the bearing points and rolls leads to a recurring pattern and, viewed in the width direction, contributes to the homogenization of heat transfer via heat conduction from the strand to the strand guide rollers.
  • the number of center bearing points differs for successive strand guide rollers viewed in the casting direction. However, no more than three different roll lengths are required.
  • the invention comprises a nozzle arrangement comprising rows of nozzles, which in turn comprise individual nozzles. Heat transfer via convection occurs primarily through cooling water applied to the strand.
  • the nozzles are arranged side by side at the same distance in the width direction, preferably in a gap between successive strand guide rollers as seen in the casting direction. Rows of nozzles following one another in the casting direction and separated by strand guide rollers are laterally offset in the width direction with respect to the preceding row of nozzles by between one seventh and one third of a nozzle spacing. If this lateral offset always occurs in the same direction, this would result in an increasingly greater displacement of nozzles towards one side of the strand as seen in the width direction, thus leading to uneven cooling of the strand. This can be counteracted by the lateral offset returning to that of a previous nozzle row after a certain number of nozzle rows. Alternatively, the lateral offset can also occur in the opposite direction after a certain number of nozzle rows.
  • This described arrangement of the nozzles leads to a blurring of the cooling water impact positions and, viewed across the strand, contributes to the homogenization of the convective heat transfer from the strand to the cooling water.
  • the lateral offset of the rows of nozzles, viewed across the strand, leads to a continued shift in the impact point of the spray water on the strand, which moves in the casting direction through the strand guide unit. This results in a blurring of the local distribution of convective heat transfer at the strand surface and contributes to the homogenization of the strand's surface temperature.
  • the lateral positions of the individual nozzles in a nozzle row of a strand guide unit are repeated after every three to seven nozzle rows, viewed in the casting direction.
  • This type of lateral nozzle offset (in the width direction) leads to a blurring of the local distribution of the convective heat transport on the strand surface.
  • the edge bales and center bales of at least two, preferably of at least four strand guide rollers of the strand guide unit have grooves substantially in the circumferential direction in those lateral length sections where, viewed in the casting direction, the immediately adjacent strand guide rollers have no center bearing point.
  • the contact between the strand and the strand guide roller is interrupted and thus also the heat conduction from the strand to the strand guide roller.
  • the edge bulbs and center bulbs have grooves in those lateral longitudinal sections (in the width direction) where, viewed in the casting direction, the immediately adjacent strand guide rollers do not have a central bearing. Where there are no central bearings, heat transfer changes due to the roller contact. The grooves in the edge bulbs and center bulbs reduce the contact area between the strand and the strand guide and thus reduce heat transfer at this point.
  • edge bulbs and center bulbs have grooves in the lateral sections where, viewed in or against the casting direction, there are no central bearings on the immediately adjacent strand guide rollers, this can partially cancel out the heat transfer to a greater or lesser extent. This leads to a more even temperature distribution in the cast product or on its surface.
  • the grooves of the strand guide rollers of the strand guide unit are designed in the circumferential direction.
  • the grooves of each two consecutive strand guide rollers in the casting direction are offset from one another in the width direction. At the points where grooves are present, there is no contact between the strand and the strand guide roller and, accordingly, no direct heat conduction takes place.
  • stripe formation can occur without the described lateral offset. Stripes of different temperatures form on the strand along the casting direction.
  • the lateral offset (in the width direction) of the grooves of consecutive edge balls and Center bales lead to a blurring of the local heat transfer distribution on the strand surface.
  • the lateral offset of the grooves of the edge bales and center bales, which follow one another in the casting direction prevents or reduces the described streaking.
  • the grooves of the strand guide rollers of the strand guide unit are designed in a spiral shape. At the points where grooves are present, there is no contact between the strand and the strand guide roller, and accordingly, no direct heat conduction takes place.
  • the spiral design of the grooves results in a continuous lateral migration of the areas of the edge balls and center balls with direct contact with the strand (in the width direction). This, in turn, can lead to so-called streaking. However, the streaks are not parallel to the casting direction, but rather inclined laterally (in the width direction) according to the pitch of the spiral line of the grooves.
  • Fig. 1 shows a representation of the basic arrangement of three strand guide rollers of a strand guide unit for guiding a strand.
  • Each strand guide roller comprises several roll bales arranged side by side in the width direction 7, which are designed as edge bales 2 and center bales 3. Bearing points adjoin both ends of the roll bales, which comprise edge bearing points 1 and center bearing points 4.
  • the strand guide rollers shown each have three center bearing points 4, with the center bales 3 each having the same length.
  • bale arrangement of immediately adjacent strand guide rollers is mirrored around the symmetry plane 9 of the strand, which runs in the casting direction along half the total length of the strand guide rollers.
  • Fig. 2 shows a further illustration of the basic arrangement of three strand guide rollers of a strand guide unit for guiding a strand.
  • Each strand guide roller comprises several roll bales arranged next to one another in the width direction 7, wherein these roll bales are designed as edge bales 2 or center bales 3.
  • edge bales 2 a center bale is arranged on only one side, and in the at least one center bale 3, additional roll bales are arranged on both sides.
  • Bearing points which comprise edge bearing points 1 and center bearing points 4, are located at both ends of the roll bales.
  • All center bales 3 have the same length and the center bearing points 4 immediately following the center bales in the casting direction 8 are each arranged centrally with respect to these center bales in the width direction 7.
  • Fig. 3 shows a representation of the basic arrangement of 3 strand guide rollers of a strand guide unit for guiding a strand as well as nozzle rows 6 comprising individual nozzles 5.
  • the individual nozzles 5 are arranged at the same distance next to each other in the width direction 7.
  • the nozzle rows 6 are preferably arranged in a gap between adjacent strand guide rollers.
  • Fig. 4 and Fig. 5 show a representation of the basic arrangement of 3 strand guide rollers of a strand guide unit for guiding a strand, wherein the edge bales 2 and center bales 3 of at least two strand guide rollers in those areas, viewed in the width direction, have grooves 10 essentially in the circumferential direction, where, viewed in the casting direction 8, the immediately adjacent strand guide rollers do not have a center bearing point 4.
  • the areas of the grooves, the in Fig. 4 and Fig. 5 The last strand guide roller shown in the casting direction may depend on a subsequent strand guide roller not shown. However, it is not absolutely necessary for this strand guide roller to have grooves.
  • Fig. 6 shows a side view of a strand guide unit for a continuous casting plant for producing a strand 12, comprising five strand guide rollers 11 each, which are arranged on both broad sides 13a and 13b for guiding the strand on both sides.
  • the nozzle rows, comprising individual nozzles 5, are preferably arranged in a gap between adjacent strand guide rollers 11.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft einerseits eine Strangführungseinheit für eine Stranggießanlage zur Herstellung eines Strangs, umfassend Strangführungsrollen zur beidseitigen Führung eines Strangs sowie andererseits eine Stranggießanlage.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strangführungseinheit zu schaffen, die auf der Oberfläche des Strangs während des Stranggießprozesses eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung erzeugt. So wird die Temperaturverteilung im Strang beeinflusst und die Qualität des Endprodukts verbessert.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Strangführungsrollen der Strangführungseinheit jeweils zumindest drei Mittenlagerstellen aufweisen, wobei die zumindest zwei Mittenballen jeweils in Breitenrichtung eine gleiche Länge aufweisen. Die beiden Randballen jeder Strangführungsrolle weisen zueinander in Breitenrichtung eine Längendifferenz auf, die der halben Länge eines Mittenballens einschließlich der halben Breite einer Mittenlagerstelle entspricht. In Gießrichtung gesehen unmittelbar benachbarte Strangführungsrollen sind jeweils um eine Ebene gespiegelt, welche in Gießrichtung entlang der halben Gesamtlänge der Strangführungsrollen verläuft.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der Stranggießtechnik und beschreibt eine Strangführungseinheit für eine Stranggießanlage, beziehungsweise eine Stranggießanlage zum Vergießen von Stahl zur Herstellung eines Strangs in einem kontinuierlichen Prozess.
  • Einerseits betrifft die Erfindung eine Strangführungseinheit, welche Strangführungsrollen aufweist, welche zur beidseitigen Führung eines Strangs auf beiden Breitseiten angeordnet sind, umfassend in Breitenrichtung nebeneinander angeordnete Rollenballen, wobei diese Rollenballen als Randballen oder Mittenballen ausgestaltet sind.
  • Bei den Randballen ist jeweils nur an einer Seite ein Mittenballen angeordnet. Bei den Mittenballen sind jeweils an beiden Seiten weitere Rollenballen angeordnet.
  • An jeweils beiden Enden der Rollenballen schließen, in Breitenrichtung gesehen, Lagerstellen an, welche Randlagerstellen und Mittenlagerstellen umfassen, wobei bei den Randlagerstellen nur an einer Seite ein Randballen angeordnet ist und bei den Mittenlagerstellen an beiden Seiten Rollenballen angeordnet sind.
  • Andererseits betrifft die Erfindung eine Stranggießanlage.
    • Stand der Technik
  • Beim Stranggießprozess von Stahl spielt das Temperaturprofil des Strangs nach der Stranggießmaschine im Hinblick auf die Qualität des Endprodukts eine erhebliche Rolle. Insbesondere bei ESP (Endless Strip Processing) Anlagen ist ein örtlich gesehen gleichmäßiges Temperaturprofil des Strangs von besonderer Bedeutung. Hier werden in einem Gieß/Walz - Verbundprozess endlose Stahlbänder hergestellt. Das bedeutet, dass die Stranggießmaschine direkt mit dem Walzwerk verbunden ist. Somit findet das Temperaturprofil des Strangs direkt Eingang in den Walzprozess und hat auf diesen einen wesentlichen Einfluss. Die Anforderung hinsichtlich Gleichmäßigkeit der Strangtemperatur betreffen sowohl den örtlichen Verlauf der Oberflächentemperatur des Strangs in Breitenrichtung als auch die Temperaturverteilung in Gießdickenrichtung. Aufgrund des relativ raschen Prozessverlaufs von der Flüssigphase bis zum fertigen Walzprodukt innerhalb weniger Minuten, muss die Entwicklung von Ungleichmäßigkeiten im Temperaturprofil des Gießprodukts so weit wie möglich vermieden werden. Ungleichmäßigkeiten im Temperaturprofil des Gießprodukts können entsprechend dem Stand der Technik nur unzureichend korrigiert werden und führen damit zu einer Verschlechterung der Qualität des Walzprodukts.
  • Nach Verlassen der Kokille wird dem Strang durch mehrere Mechanismen Wärme entzogen. Eine Spritzkühlung, auch Sekundärkühlung genannt, entzieht dem Strang durch Kühlwasser Wärme. Das Kühlwasser wird durch eine Vielzahl von Einzeldüsen, welche in Düsenreihen angeordnet sind, auf den Strang aufgebracht. Die Düsenreihen befinden sich typischerweise zwischen den Strangführungsrollen im sogenannten Rollenspalt. Eine Düsenreihe besteht aus einer bestimmten Anzahl von Einzeldüsen, welche in gleichem Abstand zueinander in Breitenrichtung angeordnet sind. Die Kühlwirkung basiert auf konvektiver Wärmeübertragung und bestimmt sich aus vielen Faktoren wie z.B. der Spritzverteilung, dem Volumenstrom des Kühlwassers und den Düsenpositionen. Entsprechend dem Stand der Technik werden Spritzdüsen von einer zur nächsten Reihe um eine halben Düsenabstand in Breitenrichtung versetzt positioniert. Die Ungleichförmigkeit der örtlichen Temperaturverteilung der Strangoberfläche kann damit jedoch nicht zufriedenstellend ausgeglichen werden. Insbesondere bei hohen Gießgeschwindigkeiten, wo hohe Kühlwasserströme benötigt werden, treten unerwünscht ungleichförmige Verläufe von Strangtemperaturen auf. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer sogenannten Streifenbildung.
  • Ein weiterer Mechanismus, über den dem Strang Wärme entzogen wird, ist Wärmeleitung vom Strang zur Strangführung. Nach Verlassen der Kokille wir der Strang mit Strangführungsrollen gestützt und geführt. Aufgrund der erheblichen Stützlasten sind diese Strangführungsrollen geteilt ausgeführt und bestehen aus mehreren Ballen. Diese werden in Randlagerstellen und Mittenlagerstellen abgestützt. Dort wo sich Mittenlagerstellen befinden, ist der Kontakt zwischen Strang und Strangführungsrolle unterbrochen und damit auch die Wärmeleitung vom Strang zur Strangführungsrolle. Allerdings kann Kühlwasser in diese Bereiche gelangen (channelling) und damit die Wärmeübertragung beeinflussen. Dies trifft insbesondere für hohe Kühlwasserströmen zu. Beide beschriebenen Effekte führen zu einer ungleichmäßigen Kühlung des Strangs.
  • Ein weiterer Mechanismus, der dem Strang Wärme entzieht, ist Wärmestrahlung vom Strang an seine Umgebung. Diese Wärmeübertragung wird hier jedoch nicht detailliert betrachtet.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strangführungseinheit für eine Stranggießanlage zur Herstellung eines Strangs zu schaffen, die auf der Oberfläche des Strangs während des Stranggießprozesses eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung erzeugt. In weiterer Folge wird dadurch auch die Temperaturverteilung im Strang beeinflusst und die Qualität des Endprodukts verbessert.
  • Entsprechend einer Ausführungsform weist die Strangführungseinheit Strangführungsrollen auf, welche zur beidseitigen Führung eines Strangs auf beiden Breitseiten angeordnet sind, umfassend in Breitenrichtung nebeneinander angeordnete Rollenballen, wobei diese Rollenballen als Randballen oder Mittenballen ausgestaltet sind.
  • Bei den Randballen ist jeweils nur an einer Seite ein Mittenballen angeordnet. Bei den Mittenballen sind jeweils an beiden Seiten weitere Rollenballen angeordnet.
  • An jeweils beiden Enden der Rollenballen schließen, in Breitenrichtung gesehen, Lagerstellen an, welche Randlagerstellen und Mittenlagerstellen umfassen, wobei bei den Randlagerstellen nur an einer Seite ein Randballen angeordnet ist und bei den Mittenlagerstellen an beiden Seiten Rollenballen angeordnet sind.
  • Jede Strangführungsrolle weist zumindest drei Mittenlagerstellen auf, wobei die zumindest zwei Mittenballen jeweils in Breitenrichtung eine gleiche Länge aufweisen. Die Mittenlagerstellen weisen jeweils in Breitenrichtung eine gleiche Breite auf. Unter Mittenlagerstelle wird der Bereich verstanden, der in Breitenrichtung zwischen einzelnen Rollenballen liegt. Also jener Bereich, in dem die Strangführungsrollen jeweils in Breitenrichtung unterbrochen sind und wo daher keine Stützung des Gießstrangs erfolgt.
  • Die beiden Randballen jeder Strangführungsrolle weisen zueinander in Breitenrichtung eine Längendifferenz auf, die der halben Länge eines Mittenballens einschließlich der halben Breite einer Mittenlagerstelle entspricht. In Gießrichtung gesehen unmittelbar benachbarte Strangführungsrollen sind jeweils um eine Ebene gespiegelt, welche in Gießrichtung entlang der halben Gesamtlänge der Strangführungsrollen verläuft.
  • Die Temperaturverteilung an der Strangoberfläche wird wesentlich durch die Kühlung des Strangs beeinflusst. Diese folgt aus der Wärmeübertragung vom Strang an seine Umgebung durch Konvektion, Wärmeleitung und Wärmestrahlung. Die Wärmestrahlung wird durch Temperaturverteilungen, Emissionsfaktoren und Sichtfaktoren bestimmt. Wärmeübertragung per Konvektion findet hauptsächlich durch auf den Strang aufgebrachtes Kühlwasser statt. Die Wärmeübertragung per Wärmeleitung vom Strang auf die Strangführungsrollen wird durch die Ballen und Lagerstellen bestimmt, welche somit die Temperaturverteilung des Strangs beeinflussen.
  • Die beschriebene Anordnung der Lagerstellen und Ballen führt zu einem wiederkehrenden Muster und trägt in Breitenrichtung gesehen zur Homogenisierung der Wärmeübertragung per Wärmeleitung vom Strang auf die Strangführungsrollen bei. Weiters werden nicht mehr als drei verschiedene Ballenlängen benötigt.
  • Weiter wird die Aufgabe gelöst durch eine Strangführungseinheit, wobei alle Mittenballen eine gleiche Länge aufweisen und die in Gießrichtung den Mittenballen unmittelbar nachfolgenden Mittenlagerstellen in Breitenbreitenrichtung gesehen jeweils mittig in Bezug auf diese Mittenballen angeordnet sind. Die Anordnung der Lagerstellen und Ballen führt zu einem wiederkehrenden Muster und trägt in Breitenrichtung gesehen zur Homogenisierung der Wärmeübertragung per Wärmeleitung vom Strang auf die Strangführungsrollen bei. Bei dieser Ausführung ist die Anzahl der Mittenlagerstellen von in Gießrichtung gesehen aufeinanderfolgenden Strangführungsrolle unterschiedlich. Es werden jedoch nicht mehr als drei verschiedene Ballenlängen benötigt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Erfindung eine Düsenanordnung, welche Düsenreihen umfasst, die wiederum Einzeldüsen umfassen. Wärmeübertragung per Konvektion findet hauptsächlich durch auf den Strang aufgebrachtes Kühlwasser statt. Die Düsen sind im jeweils gleichen Abstand nebeneinander in Breitenrichtung bevorzugt in einem Spalt zwischen in Gießrichtung gesehen aufeinander folgende Strangführungsrollen angeordnet. In Gießrichtung aufeinander folgende, durch Strangführungsrollen getrennte Düsenreihen sind in Breitenrichtung jeweils in Bezug auf die vorhergehende Düsenreihe zwischen einem Siebentel und einem Drittel eines Düsenabstands seitlich versetzt. Erfolgt dieser seitliche Versatz immer in die gleiche Richtung, würde es in Breitenrichtung gesehen zu einer immer stärkeren Verschiebung von Düsen in Richtung einer Seite des Strangs und damit zu einer ungleichförmigen Kühlung des Strangs kommen. Dem kann entgegengewirkt werden, indem der seitliche Versatz auch nach einer bestimmten Anzahl von Düsenreihen auf denjenigen einer vorhergehenden Düsenreihe zurückspringt. Alternativ kann der seitliche Versatz nach einer Bestimmten Anzahl von Düsenreihen auch in die Gegenrichtung erfolgen.
  • Diese beschrieben Anordnung der Düsen führt zu einer Verschmierung der Auftreffpositionen des Kühlwassers und trägt in Breitenrichtung gesehen zur Homogenisierung der Wärmeübertragung per Konvektion vom Strang auf das Kühlwasser bei. Der in Breitenrichtung gesehene seitliche Versatz, der in Gießrichtung aufeinander folgenden Düsenreihen führt zur fortgeführten Verschiebung des Auftreffpunkts des Spritzwassers auf den Strang, der sich in Gießrichtung durch die Strangführungseinheit bewegt. Dies hat eine Verschmierung der örtlichen Verteilung des konvektiven Wärmetransportes an der Strangoberfläche zur Folge und trägt zur Homogenisierung der Oberflächentemperatur des Strangs bei.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wiederholen sich die seitlichen Positionen der Einzeldüsen einer Düsenreihe einer Strangführungseinheit, in Gießrichtung gesehen, nach jeweils drei bis sieben Düsenreihen. Diese Art des seitlichen Düsenversatzes (in Breitenrichtung) führt zu einer Verschmierung der örtlichen Verteilung des konvektiven Wärmetransportes an der Strangoberfläche. Je geringer der, in Breitenrichtung gesehen, seitliche Versatz um einen immer gleichen Betrag, der in Gießrichtung aufeinander folgenden Düsenreihen ist, desto gleichmäßiger findet der Wärmetransport statt und führt damit zu einer gleichmäßigeren Temperaturverteilung im Gießprodukt bzw. auf dessen Oberfläche. Aufgrund der Wiederholung der seitlichen Positionen der Einzeldüsen der Düsenreihen ist die Anzahl der verschiedenen seitlichen Positionen begrenzt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die Randballen und Mittenballen von mindestens zwei, bevorzugt von mindestens vier Strangführungsrollen der Strangführungseinheit in denjenigen seitlichen Längenabschnitten Rillen im Wesentlichen in Umfangsrichtung auf, wo in Gießrichtung gesehen, die unmittelbar benachbarten Strangführungsrollen keine Mittenlagerstelle aufweisen.
  • Dort wo sich Mittenlagerstellen befinden, ist der Kontakt zwischen Strang und Strangführungsrolle unterbrochen und damit auch die Wärmeleitung vom Strang zur Strangführungsrolle. Um diesen Effekt auszugleichen, weisen die Randballen und Mittenballen in denjenigen seitlichen Längenabschnitten (in Breitenrichtung) Rillen auf, wo in Gießrichtung gesehen, die unmittelbar benachbarten Strangführungsrollen keine Mittenlagerstelle aufweisen. Dort wo keine Mittenlagerstellen vorhanden sind, findet aufgrund des Rollenkontaktes eine veränderte Wärmeübertragung statt. Die Rillen in den Randballen und Mittenballen verringern die Kontaktfläche zwischen Strang und Strangführung und verringern somit den Wärmetransport an dieser Stelle. Wenn die Randballen und Mittenballen nun in den seitlichen Abschnitten Rillen aufweisen, wo bei den in oder entgegen Gießrichtung gesehen jeweils unmittelbar benachbarten Strangführungsrollen keine Mittenlagerstellen vorhanden sind, kann sich dieses mehr bzw. weniger an Wärmeübertragung teilweise aufheben. Dies führt zu einer gleichmäßigeren Temperaturverteilung im Gießprodukt bzw. auf dessen Oberfläche.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Rillen der Strangführungsrollen der Strangführungseinheit in Umfangsrichtung ausgeführt. Dabei sind die Rillen von jeweils zwei in Gießrichtung aufeinanderfolgenden Strangführungsrollen in Breitenrichtung zueinander versetzt. An den Stellen, wo Rillen vorhanden sind, findet kein Kontakt zwischen Strang und Strangführungsrolle und dementsprechend keine direkte Wärmeleitung statt. Dadurch kann es ohne den beschriebenen seitlichen Versatz zu einer sogenannten Streifenbildung kommen. Es bilden sich also auf dem Strang entlang der Gießrichtung Streifen unterschiedlicher Temperaturen aus. Der seitliche Versatz (in Breitenrichtung) der Rillen von in oder entgegen Gießrichtung gesehen aufeinanderfolgenden Randballen und Mittenballen führt zu einer Verschmierung der örtlichen Verteilung der Wärmeübertragung auf der Strangoberfläche. Durch den seitlichen Versatz der Rillen der in Gießrichtung aufeinanderfolgenden Randballen bzw. Mittenballen wird die beschriebene Streifenbildung vermieden bzw. verringert.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Rillen der Strangführungsrollen der Strangführungseinheit in Form einer Schraubenlinie gewendelt ausgeführt. An den Stellen, wo Rillen vorhanden sind, findet kein Kontakt zwischen Strang und Strangführungsrolle und dementsprechend keine direkte Wärmeleitung statt. Durch die gewendelte Ausführung der Rillen kommt es zu einer fortlaufenden seitlichen Wanderung der Bereiche der Randballen und Mittenballen mit direktem Kontakt zum Strang (in Breitenrichtung). Dadurch kann es wiederum zur sogenannten Streifenbildung kommen. Die Streifen sind jedoch nicht parallel zur Gießrichtung, sondern entsprechend der Steigung der Schraubenlinie der Rillen seitlich (in Breitenrichtung) geneigt. Da jeder Punkt der Strangoberfläche bei Durchlaufen der Strangführung wiederholt mit Randballen und Mittenballen mit gewendelt ausführten Rillen in Kontakt kommt, kommt es zu einer Verschmierung der örtlichen Verteilung der Wärmeübertragung an der Strangoberfläche nach einem Zufallsprinzip. Aufgrund der erheblichen Anzahl aufeinanderfolgender Randballen bzw. Mittenballen mit gewendelt ausführten Rillen wird die beschriebene Streifenbildung vermieden bzw. verringert.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei zeigen
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung von drei in Gießrichtung hintereinander angeordneten Strangführungsrollen, bestehend aus Randballen, Mittenballen, Randlagerstellen und Mittenlagerstellen, als beispielhafte Ausführung eines Teiles einer Strangführungseinheit,
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung von drei in Gießrichtung hintereinander angeordneten Strangführungsrollen, bestehend aus Randballen, Mittenballen, Randlagerstellen und Mittenlagerstellen, als beispielhafte Ausführung eines Teiles einer Strangführungseinheit,
    • Fig. 3 eine schematische Darstellung von drei in Gießrichtung hintereinander angeordneten Strangführungsrollen und vier Düsenreihen,
      als beispielhafte Ausführung eines Teiles einer Strangführungseinheit,
    • Fig. 4 und Fig. 5 schematische Darstellungen von drei in Gießrichtung hintereinander angeordneten Strangführungsrollen, bestehend aus Randballen, Mittenballen, Randlagerstellen und Mittenlagerstellen, als beispielhafte Ausführungen eines Teiles einer Strangführungseinheit und
    • Fig. 6 eine Seitenansicht einer Strangführungseinheit für eine Stranggießanlage zur Herstellung eines Strangs, aufweisend jeweils fünf Strangführungsrollen, welche zur beidseitigen Führung eines Strangs auf beiden Breitseiten angeordnet sind und Düsenreihen, umfassend Einzeldüsen, welche bevorzugt in einem Spalt zwischen benachbarten Strangführungsrollen angeordnet sind.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Fig. 1 zeigt eine Darstellung der prinzipiellen Anordnung von 3 Strangführungsrollen einer Strangführungseinheit zur Führung eines Strangs. Jede Strangführungsrolle umfasst in Breitenrichtung 7 mehrere nebeneinander angeordnete Rollenballen, welche als Randballen 2 und Mittenballen 3 ausgestaltet sind. An beiden Enden der Rollenballen schließen Lagerstellen an, welche Randlagerstellen 1 und Mittenlagerstellen 4 umfassen. Die dargestellten Strangführungsrollen weisen jeweils 3 Mittenlagerstellen 4 auf, wobei die Mittenballen 3 jeweils eine gleiche Länge aufweisen. Die beiden Randballen 2 jeder Strangführungsrolle weisen zueinander eine Längendifferenz x auf, die der halben Länge eines Mittenballens 3, einschließlich der halben Breite einer anschließenden Lagerstelle 4 entspricht. Es gilt also x = l 2 + b 2
    Figure imgb0001
  • Die Ballenanordnung, in Gießrichtung 8 gesehen unmittelbar benachbarter Strangführungsrollen, ist jeweils um die Symmetrieebene 9 des Strangs gespiegelt, welche in Gießrichtung entlang der halben Gesamtlänge der Strangführungsrollen verläuft.
  • Fig. 2 zeigt eine weitere Darstellung der prinzipiellen Anordnung von 3 Strangführungsrollen einer Strangführungseinheit zur Führung eines Strangs. Jede Strangführungsrolle umfasst in Breitenrichtung 7 mehrere nebeneinander angeordnete Rollenballen, wobei diese Rollenballen als Randballen 2 oder Mittenballen 3 ausgestaltet sind. Bei den Randballen 2 ist nur an einer Seite ein Mittenballen angeordnet und bei dem mindestens einen Mittenballen 3 sind an beiden Seiten weitere Rollenballen angeordnet. An beiden Enden der Rollenballen schließen Lagerstellen an, welche Randlagerstellen 1 und Mittenlagerstellen 4 umfassen.
  • Alle Mittenballen 3 weisen eine gleiche Länge auf und die in Gießrichtung 8 den Mittenballen unmittelbar nachfolgenden Mittenlagerstellen 4 sind in Breitenrichtung 7 gesehen jeweils mittig in Bezug auf diese Mittenballen angeordnet.
  • Fig. 3 zeigt eine Darstellung der prinzipiellen Anordnung von 3 Strangführungsrollen einer Strangführungseinheit zur Führung eines Strangs sowie Düsenreihen 6 umfassend Einzeldüsen 5.
  • Die Einzeldüsen 5 sind im jeweils gleichen Abstand nebeneinander in Breitenrichtung 7 angeordnet. Die Düsenreihen 6 sind bevorzugt in einem Spalt zwischen benachbarten Strangführungsrollen angeordnet.
  • Die in Gießrichtung 8 gesehen aufeinanderfolgenden und durch Strangführungsrollen getrennten Düsenreihen 6 sind in Breitenrichtung 7 jeweils in Bezug auf die vorhergehende Düsenreihe 6 ein Drittel eines Düsenabstands in Breitenrichtung 7 seitlich versetzt. Die in Gießrichtung gesehen letzte Düsenreihe nimmt die gleiche Position ein wie die in Gießrichtung gesehen erste Düsenreihe. Dadurch ergibt sich ein wiederkehrendes Muster, das sich nach jeweils drei aufeinanderfolgenden Düsenreihen wiederholt.
  • Fig. 4 und Fig. 5 zeigen eine Darstellung der prinzipiellen Anordnung von 3 Strangführungsrollen einer Strangführungseinheit zur Führung eines Strangs, wobei die Randballen 2 und Mittenballen 3 von mindestens zwei Strangführungsrollen in denjenigen Bereichen, in Breitenrichtung gesehen, Rillen 10 im Wesentlichen in Umfangsrichtung aufweisen, wo in Gießrichtung 8 gesehen, die unmittelbar benachbarten Strangführungsrollen keine Mittenlagerstelle 4 aufweisen. Die Bereiche der Rillen, der in Fig. 4 und Fig. 5 in Gießrichtung gesehen letzten dargestellten Strangführungsrolle, können von einer nachfolgenden nicht dargestellten Strangführungsrolle abhängen. Es aber nicht zwingend erforderlich, dass diese Strangführungsrolle Rillen aufweist.
  • Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht einer Strangführungseinheit für eine Stranggießanlage zur Herstellung eines Strangs 12, aufweisend jeweils fünf Strangführungsrollen 11, welche zur beidseitigen Führung des Strangs auf beiden Breitseiten 13a und 13b angeordnet sind. Die Düsenreihen, umfassend Einzeldüsen 5, sind bevorzugt in einem Spalt zwischen benachbarten Strangführungsrollen 11 angeordnet.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Randlagerstelle
    2
    Randballen
    3
    Mittenballen
    4
    Mittenlagerstelle
    5
    Einzeldüse
    6
    Düsenreihe
    7
    Breitenrichtung
    8
    Gießrichtung
    9
    Symmetrieebene
    10
    Rillen
    11
    Strangführungsrolle
    12
    Strang
    13a
    Erste Breitseite
    13b
    Zweite Breitseite
    x
    halbe Länge eines Mittenballens + halbe Breite einer Lagerstelle
    I
    Länge eines Mittenballens
    b
    Breite einer Lagerstelle

Claims (8)

  1. Strangführungseinheit für eine Stranggießanlage zur Herstellung eines Strangs, aufweisend zumindest jeweils drei bevorzugt zumindest jeweils fünf Strangführungsrollen (11),
    welche in einer Breitenrichtung (7) eine Gesamtlänge (L) aufweisen,
    welche zur beidseitigen Führung eines Strangs auf beiden Breitseiten (13a, 13b) angeordnet sind,
    umfassend in Breitenrichtung (7) nebeneinander angeordnete Rollenballen wobei diese Rollenballen als Randballen (2) oder Mittenballen (3) ausgestaltet sind,
    wobei bei den Randballen (2) nur an einer Seite ein Mittenballen angeordnet ist, und bei den Mittenballen (3) an beiden Seiten weitere Rollenballen angeordnet sind,
    mit jeweils an beiden Enden der Rollenballen anschließenden Lagerstellen, welche Randlagerstellen (1) und Mittenlagerstellen (4) umfassen,
    wobei bei den Randlagerstellen (1) nur an einer Seite ein Rollenballen angeordnet ist,
    und bei den Mittenlagerstellen (4) an beiden Seiten Rollenballen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
    dass jede Strangführungsrolle zumindest drei Mittenlagerstellen (4) aufweist, wobei die zumindest zwei Mittenballen (3) jeweils in Breitenrichtung (7) eine gleiche Länge aufweisen und die Mittenlagerstellen jeweils in Breitenrichtung (7) eine gleiche Breite aufweisen und
    die beiden Randballen (2) jeder Strangführungsrolle zueinander in Breitenrichtung (7) eine Längendifferenz (x) aufweisen, die der halben Länge (I) eines Mittenballens (3) einschließlich der halben Breite (b) einer Mittenlagerstelle entspricht und
    in Gießrichtung (8) gesehen unmittelbar benachbarte Strangführungsrollen (11), jeweils um eine Ebene (9) gespiegelt sind, welche in Gießrichtung entlang der halben Gesamtlänge der Strangführungsrollen verläuft.
  2. Strangführungseinheit für eine Stranggießanlage zur Herstellung eines Strangs, aufweisend zumindest drei, bevorzugt zumindest jeweils fünf Strangführungsrollen (11), welche in einer Breitenrichtung (7) eine Gesamtlänge (L) aufweisen,
    welche zur beidseitigen Führung eines Strangs auf beiden Breitseiten (13a, 13b) angeordnet sind,
    umfassend in Breitenrichtung (7) nebeneinander angeordnete Rollenballen,
    wobei diese Rollenballen als Randballen (2) oder Mittenballen (3) ausgestaltet sind, wobei bei den Randballen (2) nur an einer Seite ein Mittenballen angeordnet ist, und bei dem mindestens einen Mittenballen (3) an beiden Seiten weitere Rollenballen angeordnet sind,
    mit jeweils an beiden Enden der Rollenballen anschließenden Lagerstellen, welche Randlagerstellen (1) und Mittenlagerstellen (4) umfassen,
    wobei bei den Randlagerstellen (1) nur an einer Seite ein Rollenballen angeordnet ist,
    und bei den Mittenlagerstellen (4) an beiden Seiten Rollenballen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
    dass alle Mittenballen (3) in Breitenrichtung (7) eine gleiche Länge aufweisen und die in Gießrichtung (8) den Mittenballen unmittelbar nachfolgenden Mittenlagerstellen (4), in Breitenrichtung (7) gesehen jeweils mittig in Bezug auf diese Mittenballen angeordnet sind.
  3. Strangführungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine Düsenanordnung, wobei diese Düsenanordnung Düsenreihen (6) umfasst,
    wobei jede Düsenreihe (6) Einzeldüsen (5) umfasst, die im jeweils gleichen Abstand nebeneinander in Breitenrichtung (7) angeordnet sind,
    wobei die Düsenreihen (6) bevorzugt in einem Spalt zwischen in Gießrichtung (8) gesehen aufeinander folgenden Strangführungsrollen angeordnet sind,wobei, in Gießrichtung (8) gesehen aufeinander folgende, durch Strangführungsrollen getrennte Düsenreihen (6) in Breitenrichtung (7) jeweils in Bezug auf die vorhergehende Düsenreihe (6) zwischen einem Siebentel und einem Drittel eines Düsenabstands in Breitenrichtung (7) versetzt sind oder die gleiche Position einnehmen wie eine in Gießrichtung gesehen vorhergehende Düsenreihe.
  4. Strangführungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine Düsenanordnung, wobei diese Düsenanordnung Düsenreihen (6) umfasst,
    wobei jede Düsenreihe (6) Einzeldüsen (5) umfasst,
    wobei die Düsenreihen (6) bevorzugt in einem Spalt zwischen in Gießrichtung (8) gesehen aufeinander folgenden Strangführungsrollen angeordnet sind,
    wobei die in Breitenrichtung (7) gesehenen Positionen der jeweiligen Einzeldüsen von in Gießrichtung (8) gesehen aufeinander folgenden, durch Strangführungsrollen getrennten Düsenreihen (6) derart um einen immer gleichen Betrag versetzt sind, dass sie sich in Gießrichtung (8) gesehen, nach jeweils drei bis sieben Düsenreihen wiederholen.
  5. Strangführungseinheit nach den Ansprüchen 1 bis 4,
    wobei die Randballen (2) und Mittenballen (3) von mindestens zwei, bevorzugt von mindestens vier Strangführungsrollen in denjenigen Bereichen, in Breitenrichtung (7) gesehen, Rillen (10) im Wesentlichen in Umfangsrichtung aufweisen, wo in Gießrichtung (8) gesehen, die unmittelbar benachbarten Strangführungsrollen keine Mittenlagerstelle (4) aufweisen.
  6. Strangführungseinheit nach Anspruch 5, wobei die Rillen (10) der Strangführungsrollen (11) in Umfangsrichtung der Strangführungsrollen ausgeführt sind, und die Rillen (10) von jeweils in Gießrichtung (8) unmittelbar aufeinanderfolgenden Strangführungsrollen in Breitenrichtung (7) zueinander versetzt sind.
  7. Strangführungseinheit nach Anspruch 5, wobei die Rillen (10) in Form einer Schraubenlinie gewendelt ausgeführt sind.
  8. Stranggießanlage umfassend mindestens eine Strangführungseinheit nach Anspruch 1 bis 7.
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