WO1997047414A2 - Bandgiesseinrichtung - Google Patents

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Karl-Heinz Spitzer
Wolfgang Reichelt
Ulrich Urlau
Joachim Kroos
Heino Buddenberg
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Mannesmann Ag
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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
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/0677—Accessories therefor for guiding, supporting or tensioning the casting belts
    • 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
    • B22D11/1287—Rolls; Lubricating, cooling or heating rolls while in use

Definitions

  • the invention relates to a belt casting device
  • a belt caster is a system in which the molten steel is fed via a feed system to a belt that is cooled by water from below.
  • the underside of the applied steel layer then solidifies in contact with the belt and the top as a free surface under protective gas or Achieving a better surface quality in contact with a top roller
  • the strand (the belt) left leaves the circulating conveyor belt and is further challenged by a driver according to the required thickness of the hot rolled strip (1 to 3 mm) and the required hot deformation to achieve sufficient material properties the casting thickness of the strip (approx. 10 mm) can be chosen largely optimally.
  • the optimum casting thickness is the one at which the required degree of hot deformation is achieved with as little deformation work as possible
  • the circulating conveyor belt enables cooling and largely friction-free support of the strand over a long area.This results in a high casting speed, which is a prerequisite for a direct coupling between the casting system and the rolling stage, and high productivity as a basic condition for the casting of bulk steels
  • the revolving belt which is accessible from above and from the front, facilitates the steel feed.
  • the steel does not have to be fed into a narrow gap between two belts or rollers, as in other processes
  • a cooling device water cooling with suitable nozzles
  • High temperatures applied to the top of the belt to bulge the circulating belt. This bulge is reflected in the surface of the strand as a shape.
  • a negative pressure is set in the cooler. The pressure difference causes the circulating belt to be pressed onto support rollers, for example
  • the tensions in the circulating conveyor belt could not be reduced in a controlled manner as soon as the stability limit was exceeded by too high tensions, the revolving band preferably bulges in the middle area.
  • the set negative pressure does not lead to the desired result in the roll construction used hitherto, since the bulging of the revolving band continues to influence the shape of the strand in an undesirable manner
  • the object of the invention was therefore to provide a belt casting device in which the maximum deviation of the conveyor belt from the area defined by the carrier is minimized. The bulging should therefore be reduced
  • the carriers are at such intervals in a belt caster with melt feed and circulating conveyor belt, which is pressed against the carrier by negative pressure
  • the supports preferably have non-continuous support surfaces, and the distance between the supports or the support surfaces from one another is in particular greater than the length of the support surface, measured in the direction of the distance measurement.
  • the optimal distance between the contact surfaces can be determined.
  • the distance between the contact surfaces of adjacent supports is preferably at least twice as long as the length of a contact surface, measured in the direction of the distance.
  • a preferred embodiment of carriers consists of support rollers which are provided with a profiled surface. In longitudinal section, this surface has sections of larger diameter compared to the minimum roll diameter, the width of the sections in the longitudinal direction of the roll being smaller than the spacing of the sections. Conversely, this means that there is a distance between the sections of larger diameter which is a multiple of the width of the sections carrying the circulating belt measured in the longitudinal direction of the support rollers. This ensures that the circulating belt no longer bulges, but is drawn into the area between the sections of larger diameter by the pressure difference. This causes the band to bulge reduced or instead of a large bulge, several small ones occur across the width and length of the circulating belt.
  • the distance between the sections of larger diameter is at least twice the section width measured in the longitudinal direction of the roll. This ensures that a sufficiently large area is set between the support points of the circulating belt on the sections of larger diameter, so that a controlled reduction of the tensions in the longitudinal direction of the roll is made possible.
  • the sections of larger roll diameter in the roll longitudinal section have an essentially rectangular shape.
  • the sections are then essentially to be regarded as disks, the thickness of which corresponds to the width of the sections, measured in the longitudinal direction of the roll. This shape contributes to the better support of the tape and offers an increased contact area compared to tapered shapes.
  • the substantially rectangular shape of the sections on the narrow sides is trapezoidal, that is to say the sections of larger diameter previously referred to as rings have beveled or rounded edges in the region of the corners.
  • the sections of larger diameter form an angle with the roller axis which is less than 90 degrees.
  • the sections previously referred to as disks are therefore not perpendicular to the support roller axis in this embodiment, but are arranged obliquely to the latter. This further increases the contact area.
  • the sections of larger diameter can also run helically around the support roller axis, as a result of which transverse forces can be derived in an improved manner.
  • the arrangement according to the invention provides for one of the previously described supports or support rolls that the contact surfaces of a roll or row of supports are arranged offset to the support surfaces of the adjacent roll or row of supports of the steel band
  • the support surfaces are offset from one another in such a way that the support surfaces for one roller or row of supports are arranged essentially in the middle between the support surfaces for the adjacent roller or support row
  • the sections of larger diameter of adjacent support rolls are arranged in a VVinkei in support rolls.
  • the "disks" of adjacent support rolls are not only at an angle to the respective roller axis, but also at an angle to one another in the manner of a herringbone pattern be trained and arranged
  • sections of larger diameter have been referred to as disks, there is no restriction of the scope of protection here, but only an illustration.
  • the sections of larger diameter can also be designed such that their width is larger than their diameter.
  • the sections of larger diameter then take the form of a short pipe piece in particular, the carrier can also be designed as individual rollers or runners
  • Figure 1 shows a longitudinal section through a support roller
  • Figure 2 shows a longitudinal section through an adjacent support roller shown in Figure 1
  • a support roll 1 is shown in longitudinal section in FIG of the forgotten thin strip 3.
  • the support roller 1 has sections 4, the diameter of which is larger than the minimum roller diameter 5.
  • the width a of the sections 4 is smaller than the distance b of the sections 4.
  • FIG. 2 shows the roller I ′ adjacent to the roller 1 from FIG. 1.
  • the trace of the sections 4 shown in FIG. 1 is drawn as a dashed line (in FIG. 1) and transferred to FIG. 2 as a dashed line.
  • the track of the sections 4 of the roll 1 thus lies in the middle between the sections 4 'of the roll T.
  • the sections 4 and 4' are essentially rectangular in shape in the longitudinal line shown. They preferably have bevels or roundings 6 on their narrow sides, so that an essentially trapezoidal cut is produced there.
  • the circulating belt 2 is arched towards the roll axis. In a first approximation, this relatively slight curvature is not impressed on the cast thin strip 3 or is negligible compared to the curvature that otherwise extends over almost the entire length of the rolls.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bandgießanlage mit einem umlaufenden Band. Im Kühlbereich wird das Band durch einen Unterdruck im Kühler gegen Träger angesaugt. Früher verwendete Träger waren als Stützrollen ausgebildet und wiesen eine profilierte Oberfläche auf, wobei die Profilierung im wesentlichen in Nuten bestand, deren Breite der Breite der Abschnitte größeren Durchmessers entsprach. Hierdurch konnten die thermischen Spannungen in nicht ausreichender Weise abgebaut werden. Es kam zum Aufwölben des Bandes von der Stützrolle. Dadurch wurde der Wärmeübergang verschlechtert und dem vergossenen Dünnband ein der Aufwölbung entsprechendes Profil aufgeprägt. Bei der erfindungsgemäßen Bandgießanlage ist vorgesehen, die Träger so anzuordnen, daß bei gegebenen mechanischen Eigenschaften des umlaufenden Bandes zwischen den Auflageflächen eine Durchbiegung zur Aufnahme der thermischen Längung erfolgt.

Description

Bandgießeinrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Bandgießeinrichtung
Als Bandgießeinrichtung wird hier eine Anlage bezeichnet, bei der der flussige Stahl über ein Zufuhrsystem auf ein umlaufend, von unten durch Wasser gekühltes Band gefordert wird Die Unterseite der aufgebrachten Stahlschicht erstarrt dann im Kontakt mit dem Band und die Oberseite als freie Oberflache unter Schutzgas oder zur Erzielung einer besseren Oberflachenbeschaffenheit im Kontakt mit einer Oberrolle Nach der Durcherstarrung verlaßt der entstandene Strang (das Band) das umlaufende Transportband und wird durch einen Treiber weitergefordert Entsprechend der benotigten Dicke beim fertiggewalzten Warmband (1 bis 3 mm) sowie der erforderlichen Warmverformung zur Erzielung ausreichender Mateπaleigenschaften kann die Gießdicke des Bandes (ca 10 mm) weitgehend optimal gewählt werden Die optimale Gießdicke ist dabei diejenige, bei welcher der erforderliche Warmverformungsgrad mit möglichst wenig Verformungsarbeit erreicht
Das umlaufende Transportband ermöglicht eine Kühlung und weitgehend reibungsfreie Stutzung des Stranges über einen langen Bereich Hieraus ergibt sich eine hohe Gießgeschwindigkeit, wie sie Vorraussetzung für eine direkte Kopplung zwischen Gießanlage und Walzstufe ist, und eine hohe Produktivität als Grundbedingung für das Vergießen von Massenstahlen
Das von oben und von vorn zugängliche umlaufende Band erleichtert die Stahlzufuhrung Der Stahl muß nicht, wie bei anderen Verfahren, in einen engen Spalt zwischen zwei Bandern oder Walzen gefuhrt werden
Im Bereich zwischen den Forderrollen für das umlaufende Band ist zur Kühlung des umlaufenden Bandes an dessen vom Stahl abgewandter Seite eine Kuhleinrichtung (Wasserkühlung mit geeigneten Düsen) angeordnet Trotz dieser Kühlung kommt es durch die mit der Stahlschmelze auf die Oberseite des Bandes aufgebrachten hohen Temperaturen zu einem Aufwölben des umlaufenden Bandes Diese Aufwölbung schlagt sich als Formgebung des Stranges in dessen Oberflache nieder Zur Vermeidung der Aufwölbung ist im Kuhler ein Unterdruck eingestellt Durch die Druckdifferenz wird das umlaufende Band z B auf Stutzrollen gepreßt
Bisher verwendete Stutzrollen (Production of steel strip with a single-belt process, K - H Spitzer und K Schwerdtfeger, ISM November 1995, Seite 51) wiesen einen Längsschnitt mit Nuten auf, die (Figur 12 der Veröffentlichung) Stutzrollen hatten, also eine profilierte Oberflache, wobei das Profil im Langsschnift gegenüber dem minimalen Rollendurchmesser Abschnitte mit größerem Durchmesser aufwiesen Die Breite dieser Abstände entsprach bisher im wesentlichen dem Abstand der Abschnitte
Bei derartigen Rollenkonstruktionen bzw bei beliebigen anderen Trägem, bei denen der Abstand der Auflageflachen des umlaufenden Bandes im wesentlichen deren Breite entsprach, konnten die insbesondere durch die thermische Belastung entstehenden Spannungen im umlaufenden Transportband nicht kontrolliert abgebaut werden Sobald die Stabilitatsgrenze durch zu hohe Spannungen überschritten wird, wölbt sich das umlaufende Band bevorzugt im mittleren Bereich auf Der eingestellte Unterdruck fuhrt also bei der bisher verwendeten Rollenkonstruktion nicht zu dem gewünschten Ergebnis, da die Aufwölbung des umlaufenden Bandes weiterhin die Form des Stranges in unerwünschter Weise beeinflußt
Aufgabe der Erfindung war es daher, eine Bandgießeinrichtung anzugeben, bei der die maximale Abweichung des Transportbandes von der durch die Trager definierten Flache minimiert wird Die Aufwölbung soll also vermindert werden
Diese Aufgabe wird gelost durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 Erfindungsgemäß werden bei einer Bandgießanlage mit Schmelzenzuführung und umlaufendem Transportband, welches durch Unterdruck gegen Träger gepreßt wird, die Träger in solchen Abständen
angeordnet, daß bei gegebenen mechanischen Eigenschaften des umlaufenden Bandes sowie bekannter mechanischer und thermischer Belastung zwischen mehreren Auflageflächen eine Durchbiegung (Aufwölbung) zur Aufnahme der thermischen Längung erfolgt. Dabei wird die Aufwölbung in mehrere kleinere unterteilt.
Bevorzugt weisen die Träger nicht zusammenhängende Auflageflächen auf, und der Abstand der Träger bzw. der Auflageflächen zueinander ist insbesondere größer als die Länge der Auflagefläche, gemessen in der Richtung der Abstandsmessung. In Verbindung mit dem Unterdruck und der bekannten mechanischen und thermischen Belastung sowie mit der gegebenen Randbedingung und bekannten mechanischen Eigenschaften des umlaufenden Bandes kann der optimale Abstand der Auflageflächen bestimmt werden. Bevorzugt ist der Abstand der Auflageflächen benachbarter Träger wenigstens doppelt so groß, wie die Länge einer Auflagefläche, gemessen in Richtung des Abstandes.
Als Träger können beliebige Einrichtungen verwendet werden. Eine bevorzugte Ausführung von Trägern besteht in Stützrollen, die mit einer profilierten Oberfläche versehen sind. Diese Oberfläche weist im Längsschnitt gegenüber dem minimalen Rollendurchmesser Abschnitte größeren Durchmessers auf, wobei in Rollenlängsrichtung die Breite der Abschnitte kleiner ist als der Abstand der Abschnitte. Umgekehrt formuliert heißt dies, daß zwischen den Abschnitten größeren Durchmessers ein Abstand liegt, der ein mehrfaches der in Längsrichtung der Stützrollen gemessenen Breite der das umlaufende Band tragenden Abschnitte ist. Hierdurch wird erreicht, daß das umlaufende Band sich nicht mehr aufwölbt, sondern durch die Druckdifferenz in den Bereich zwischen den Abschnitten größeren Durchmessers hineingezogen wird. Das Aufwölben des Bandes wird dadurch verringert bzw. statt einer großen Aufwölbung treten über die Breite und Länge des umlaufenden Bandes mehrere kleine auf.
Nach einer bevorzugten Ausführung beträgt der Abstand der Abschnitte größeren Durchmessers wenigstens das Doppelte der in Längsrichtung der Rolle gemessenen Abschnittsbreite. Hierdurch wird sichergestellt, daß eine genügend große Fläche zwischen den Auflagepunkten des umlaufenden Bandes auf den Abschnitten größeren Durchmessers eingestellt wird, so daß ein kontrollierter Abbau der Spannungen in Rollenlängsrichtung ermöglicht wird.
Nach einer weiter bevorzugten Ausführung weisen die Abschnitte größeren Rollendurchmessers im Rollenlängsschnitt eine im wesentlichen rechteckige Form auf. Die Abschnitte sind dann im wesentlichen als Scheiben anzusehen, deren Dicke der Breite der Abschnitte, gemessen in Rollenlängsrichtung, entspricht. Diese Form trägt zur besseren Stützung des Bandes bei und bietet gegenüber spitz zulaufenden Formen eine erhöhte Auflagenfläche.
Nach einer weiter bevorzugten Ausführung ist die im wesentlichen rechteckige Form der Abschnitte an den Schmalseiten trapezförmig ausgebildet, die vorher als Ringe bezeichneten Abschnitte größeren Durchmessers weisen also im Bereich der Ecken abgeschrägte oder abgerundete Kanten auf. Damit kann das umlaufende Band ohne den vorher geschilderten Vorteil der erhöhten Auflagefläche und besseren Stützwirkung verstärkt dem auf die Rollenachse gerichteten Druck folgen.
Nach einer weiter bevorzugten Ausführung bilden die Abschnitte größeren Durchmessers einen Winkel mit der Rollenachse, der kleiner als 90 Grad ist. Die vorher als Scheiben bezeichneten Abschnitte stehen also bei dieser Ausführung nicht senkrecht zur Stützrollenachse, sondern sind schräg zu dieser angeordnet. Hierdurch wird die Auflagefläche weiter vergrößert.
Insbesondere können, die Abschitte größeren Durchmessers auch schraubenförmig um die Stützrollenachse verlaufen, wodurch verbessert Querkräfte abgeleitet werden können. Die erfindungsgemaße Anordnung sieht für eine der vorher beschriebenen Trager bzw Stutzrollen vor, daß die Auflageflachen einer Rolle bzw Tragerreihe versetzt zu den Auflageflachen der benachbarten Rolle bzw Tragerreihe angeordnet sind Hierdurch wird die Bildung von πllenformigen Vertiefungen des umlaufenden Bandes vermieden, welche sich sonst in der Oberflache des Stahlbandes einprägen konnten
Nach einer weiter bevorzugten Ausfuhrung sind die Auflageflachen in der Weise zueinander versetzt, daß die Auflageflachen bei einer Rolle bzw Tragerreihe im wesentlichen in der Mitte zwischen den Auflageflachen bei der benachbarten Rolle bzw Tragerreihe angeordnet sind
In einer weiter bevorzugten Anordnung sind bei Stutzrollen die Abschnitte größeren Durchmessers benachbarter Stutzrollen zueinander in einem VVinkei angeordnet Bei dieser Ausfuhrung stehen die "Scheiben" benachbarter Stutzrollen nicht nur schräg zu der jeweiligen Rollenachse, sondern auch schräg zueinander nach Art eines Fischgrätenmusters Entsprechend können auch die Trager ausgebildet und angeordnet sein
Soweit die Abschnitte größeren Durchmessers als Scheiben bezeichnet worden sind, liegt hierin keine Beschrankung des Schutzbereiches, sondern nur eine Veranschaulichung Die Abschnitte größeren Durchmessers können auch so ausgebildet sein, daß ihre Breite großer als ihr Durchmesser ist Die Abschnitte größeren Durchmessers nehmen dann eher die Form eines kurzen Rohrstuckes an Insbesondere können die Trager auch als einzelne Rollen oder Kufen ausgeführt sein
Ein Ausfuhrungsbeispiel wird anhand der Abbildungen schematisch dargestellt
Es zeigen
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Stutzrolle, Figur 2 einen Längsschnitt durch eine zu der in Figur 1 dargestellten benachbarten Stutzrolle
In Figur 1 ist eine Stutzrolle 1 im Längsschnitt dargestellt Die Stutzrolle erstreckt sich quer über die Breite des umlaufenden Bandes 2, also auch quer zur Forderrichtung des vergessenen Dünnbandes 3. Die Stützrolle 1 weist Abschnitte 4 auf, deren Durchmesser gegenüber dem minimalen Rollendurchmesser 5 vergrößert ist. Die Breite a der Abschnitte 4 ist kleiner als der Abstand b der Abschnitte 4.
In Figur 2 ist die zu der Rolle 1 aus Figur 1 benachbarte Rolle I' dargestellt. Die Spur der in der Figur 1 gezeigten Abschnitte 4 ist als gestrichene Linie (in Figur 1) gezeichnet und als gestrichelte Linie auf die Figur 2 übertragen. Die Spur der Abschnitte 4 der Rolle 1 liegt also in der Mitte zwischen den Abschnitten 4' der Rolle T. Die Abschnitte 4 beziehungsweise 4' sind im dargestellten Längsstrich im wesentlichen von rechteckiger Form. Sie weisen bevorzugt an ihren Schmalseiten Abschrägungen oder Abrundungen 6 auf, so daß dort ein im wesentlichen trapezförmiger Schnitt entsteht. Zwischen den Abschnitten 4 (4') der jeweiligen Rollen wird das umlaufende Band 2 zur Rollenachse hin gewölbt. Diese relativ geringe Wölbung prägt sich in erster Näherung nicht auf das vergossene Dünnband 3 auf oder ist gegenüber der sonst über die fast gesamte Länge der Rollen gehende Aufwölbung vernachlässigbar.

Claims

Patentansprüche
1. Bandgießeinrichtung mit Schmelzenzuführung und umlaufendem Band zur Kühlung der vergessenen Schmelze mit Trägern zur Stützung des umlaufenden Bandes, wobei an der den Trägern zugewandten Seite des Bandes ein Unterdruck anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageoberflächen der Träger Abstände aufweisen, so daß bei gegebenen mechanischen Eigenschaften des umlaufenden Bandes zwischen den Auflageflächen eine Biegung zur Aufnahme der thermischen Längung erfolgt.
2. Bandgießanlage nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände der Auflageflächen wenigstens doppelt so groß sind, wie die Länge der Auflageflächen, gemessen in Richtung der Abstände.
3. Stützrolle mit profilierter Oberfläche für Bandgießanlage, wobei das Profil im Längsschnitt gegenüber dem minimalen Rollendurchmesser Abschnitte größeren Durchmessers aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in Rollenlängsrichtung die Breite (a) der Abschnitte (4, 4') kleiner ist als der
Abstand (b) der Abschitte (4, 4').
4. Stützrolle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (b) der Abschnitte (4, 4') wenigstens das Doppelte der Abschnittsbreite (a) beträgt.
5. Stützrolle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (4, 4') im Rollenlängsschnitt eine im wesentlichen rechteckige Form aufweisen.
6. Stützrolle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen rechteckige Form der Abschnitte (4, 4') an den Schmalseiten trapezförmig ausgebildet ist- 7 Stutzrolle nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (4, 4') einen Winkel mit der Rollenachse bilden
8 Stutzrollenanordnung für Stutzrollen nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (4) einer Rolle in Rollenlangsπchtung versetzt zu den Abschnitten (4') der benachbarten Rolle angeordnet sind
9 Stutzrollenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (4') einer Rolle mittig zu den
Abschnitten (4) der benachbarten Rolle angeordnet sind
10 Stutzrollenanordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (4, 4') benachbarter Stutzrollen zueinander in einem Winkel stehen
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IRON AND STEELMAKERS, Bd. 22, Nr. 11, November 1995, Seiten 47-53, XP002043305 K.H.SPITZER & K.SCHWERDTFEGER: "production of steel strip with a single belt process" in der Anmeldung erw{hnt *
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