WO2002034432A1 - Verfahren und vorrichtung zum stranggiessen und anschliessendem verformen eines giessstranges aus stahl, insbesondere eines giessstranges mit blockformat oder vorprofil-format - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum stranggiessen und anschliessendem verformen eines giessstranges aus stahl, insbesondere eines giessstranges mit blockformat oder vorprofil-format Download PDF

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strand
casting
section
cross
soft reduction
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Thomas Fest
Dirk Letzel
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    • B22D11/225—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould for secondary cooling

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for continuous casting and subsequent shaping of a casting strand made of steel, in particular a casting strand with block format or pre-profile format, in which the secondary cooling and the strand guidance are adapted to the cooling state of the casting strand cross section.
  • the invention has for its object to coordinate secondary cooling, strand support and deformation temperatures so that even very difficult to cast steel grades can be cast, namely all steel grades in which segregations and porosities are important for further processing and the end use and also measures besides one
  • the object is achieved according to the invention in that the geometric shape of the secondary cooling is adapted analogously to the solidification profile of the casting strand at the following path length of the casting strand, and that the strand support is also reduced analogously depending on the solidification profile of the casting strand at the following path length.
  • the strand support can be adapted to the strand shell growth on all sides by the roller box length being equal to or less than the sump width, edge cooling being avoided. This significantly improves the casting material in the structure and on the surface.
  • the corner regions of the casting strand cross section are cooled less with increasing path length than the central regions.
  • the individual sides are cooled with less water to optimize the temperature distribution in the strand cross-section, whereby a subsequent soft reduction process is also influenced.
  • the spray jets in the secondary cooling are adapted with their spray angle to the strand shell thickness in such a way that a smaller spray angle is assigned to a narrowing sump width.
  • the secondary cooling in the spray angle is adapted to the growth of the strand shell and an optimal temperature distribution is established in the strand cross section and also on the surface, with a slight temperature drop being achieved at the edges.
  • a similar effect can be achieved with a decreasing width of the sump by changing the distance between the spray nozzles generating the spray jets and the strand surface as a function of the solidification profile.
  • the top side of the strand and the bottom side of the strand are selectively cooled more intensively with coolant.
  • the central areas are particularly considered for this, so that a further reduction in the width of the sump occurs.
  • the surface is cooled as a harder and more rigid deformation surface for the soft reduction process in front of the soft reduction segment.
  • the casting strand cross section After the temperature in the strand cross section has been considerably homogenized over layers of the strand cross section, it is advantageous for the casting strand cross section to be rolled from top to bottom in accordance with the so-called soft reduction process.
  • a device for continuous casting and subsequent deformation of a casting strand made of steel, in particular a casting strand with block format, the secondary cooling and the strand guide being adaptable to the cooling state of the casting strand cross section achieves the object according to the invention in that the secondary cooling begins as a function of the solidification profile and the path length can be carried out with essentially the full strand width and that the secondary cooling and the strand support can be reduced within the path length depending on the solidification profile of the casting strand so that the casting strand only enters the bottom of the strand width before entering a soft reduction segment is supported.
  • a cost-effective improvement of the device can be achieved, mechanical and thermal loads being reduced by designing the machine components in a manner that is adapted to the load.
  • cover elements are arranged within the secondary cooling and the strand support on the side surfaces of the casting strand cross section and / or at the corner regions.
  • the soft reduction segment is formed with driver stands arranged at the beginning and end with driven driver rollers and that the soft reduction segment is formed from at least two roller stands with pairs of rollers without drives, the upper frame being hydraulic in each case can be adjusted to the subframe.
  • the soft reduction in the soft reduction segment can be carried out by a multi-roller segment.
  • a steady taper creates a continuous soft reduction process over a selectable length.
  • the theoretical prediction of the bottom thickness over the last few meters in the final solidification area suggests an appropriate conicity setting and its length.
  • Another arrangement is that an intensive cooling device for the top side of the strand and the underside of the strand of the casting strand cross section is arranged in front of a soft reduction segment.
  • a further embodiment is given in that the soft reduction segment forms a unit which can be displaced in the strand movement direction or counter to the strand movement direction and is arranged in front of one or more driver stands.
  • the soft reduction segments are arranged as directional and soft reduction segments between the driver frames. This provides a combination of mechanical and thermal soft reduction.
  • the soft reduction segments can be arranged in the strand movement direction after the straightening and discharging machine (the driver stands).
  • FIG. 1 is a side view of a continuous sheet caster for a block format with soft reduction as a first alternative
  • 2A the casting strand cross section in the secondary cooling with a still large sump width and thin strand shell
  • FIG. 2B the same casting strand cross section with reduced spray jet width and reduced sump width
  • FIG. 2C the same casting strand cross section with a further reduced spray jet width on the top side of the strand and the bottom underside
  • FIG. 3A shows the casting strand cross section corresponding to FIG. 2A
  • FIG. 3B the casting strand cross section with the strand shell thickness corresponding to FIG. 2B and reduced strand support
  • FIG. 4A the casting strand cross-section with complete solidification without the invention and without covering of the side surfaces
  • FIG. 4B the casting strand cross-section with without the Invention of the present
  • FIG. 5A the casting strand cross section with cover for a temperature distribution
  • FIG. 5B the casting strand cross section with temperature distribution according to FIG
  • FIG. 6 is a side view of a continuous sheet caster for a block format with soft reduction as a second alternative.
  • the process for the continuous casting of steel in rectangular or block formats according to FIG. 1 is characterized by cooling, supporting and shaping.
  • the casting strand 1 with a casting strand cross section 1 a has block format 2 in the exemplary embodiment and emerges from a continuous casting mold 3 and is cooled directly in a secondary cooling 4. This arises from arch section A.
  • Arch sections B and C and D each have a solidification profile 5 (FIGS. 2A, 2B, 2C), which is represented by an already solid strand shell 5a with a strand shell thickness 5b growing from arch section to arch section.
  • the method now works in such a way that the geometrical design of the secondary cooling 4 is adapted analogously to the solidification profile 5 of the casting strand 1 on the respective path length 6, which results from the arch section A to the arch section D, and wherein a strand support 11 is also dependent on the solidification profile 5 of the casting strand 1 is reduced analogously in each case on the following path length 6.
  • the corner regions 1 b of the casting strand cross section 1 a are cooled less with increasing path length 6 than the central regions 1 c.
  • This regulation takes place e.g. in that the spray jets 7 in the secondary cooling 4 are adapted with their spray angle 7a to the respective strand shell thickness 5b in such a way that a smaller spray angle 7a is assigned to a sump width 8 that becomes smaller.
  • the distance 9 of the spray nozzles 10 generating the spray jets 7 from the strand surface 1 d is changed as a function of the solidification profile 5 which occurs, i.e. decreased (Fig. 2B).
  • corner regions 1 b of the casting strand cross section 1 a are less supported with increasing path length 6 than the central region 1 c (FIGS. 3A, 3B, 3C).
  • FIGS. 4A and 4B show solidified casting strands 1 with a largely uniform temperature distribution in outer areas, (FIG. 4B) even forming undesirable indentations 18.
  • Cast strand cross section 1 a insulated against heat removal (Fig. 5A and 5B). There-by forming temperature limit areas 19, 20, 21. In the middle of the casting strand cross section 1a there is the temperature limit region 21 (FIG. 5B), in which deformation work can be carried out by pressing from top to bottom. In this middle range, the temperature is therefore even higher than at the very top or at the very bottom. In this way, segregations are easily distributed and porosities are eliminated.
  • the top side 1f of the strand and the bottom side 1g of the strand are selectively cooled more intensively with coolant.
  • the casting strand cross-section 1a is rolled from top to bottom in accordance with the so-called soft reduction process, with no otherwise usual crushing taking place.
  • the device shown for continuous casting and subsequent deformation of a casting strand 1 made of steel, in particular a casting strand 1 with block format 2, the secondary cooling 4 and the strand support 11 being adapted to the cooling state of the casting strand cross section 1 a, is designed such that the secondary cooling 4 is dependent of the solidification profile 5 and the distance traveled 6 is carried out starting with essentially the full strand width 1 h and that the secondary cooling 4 and the strand support 11 are reduced depending on the solidification profile 5 of the casting strand 1 within the path length 6 such that the casting strand 1 before entering a soft reduction segment 12 is only supported on the underside of the strand 1 g of the strand width 1 h.
  • the angle elements are arranged within the secondary cooling 4 and the strand support 11 on the side surfaces 1 e of the casting strand cross section 1 a and / or on the corner regions 1 b 13a can form.
  • Driver stands 14 with driven driver rollers 14a are assigned to soft reduction segment 12 at the beginning 12a and at the end 12b.
  • the soft reduction segment 12 itself consists of two or more roller stands 12c, the roller pairs of which are without a drive.
  • An upper frame 12d can be adjusted hydraulically to a lower frame 12e.
  • one or more driver stands 14 are furthermore arranged in front of and behind the soft reduction segment 12.
  • an intensive cooling device 17 for the upper side 1f of the strand and the lower side 1g of the strand is arranged in front of a soft-reduction segment 12 on the casting strand cross section 1a. This increases strength and forms a soft reduction preparation.
  • the intensive cooling on the top side 1f of the strand and the bottom side 1g of the strand can be used not only in front of the straightening driver 16, but also in front of the movable soft reduction segment 12 or after the straightening driver 16.
  • the soft reduction segment 12 is designed as a unit 12f which can be displaced in the strand movement direction 15 or counter to the strand movement direction 15 and which is arranged in front of one or more driver stands 14 in the strand movement direction 15.
  • the soft reduction segment 12 in the directional driver area is designed as a mandatory concept in conjunction with the conveying concept for blooming systems in general with two standard points.
  • the casting strand 1 assumes a straight shape. Deviating from slab plants, in which the strand is led to a straight form via a curved path, a bending line is established in the straightening area in the straightening section, which, depending on the influencing factors of moment of inertia, temperature of the casting strand and temperature distribution within the Cast strand cross section 1a is different, which even partially z7.B.
  • an allowable elongation E determined in practice can be predetermined.
  • the elasto-plastic behavior generated by the bending process brings the casting strand 1 into a state (values of the theoretical yield point, the flow behavior and the like) which normally requires little effort to carry out additional soft reduction.

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggiessen und anschliessendem Verformen eines Giessstranges (1) aus Stahl, insbesondere eines Giessstranges (1) mit Blockformat (2) oder Vorprofil-Format, bei dem die Sekundärkühlung (4) und die Strangstützung (11) auf den Abkühlungszustand des Giessstrangquerschnitts (1a) angepasst werden, berücksichtigt Stahlgüten, in denen Seigerungen und Porositäten für die Weiterverarbeitung und den Endanwendungszweck von Bedeutung sind und ermöglicht Massnahmen neben einer Verbesserung der Innenqualität auch für die Ob erflächenqualität, indem die Sekundärkühlung (4) in ihrer geometrischen Gestaltung dem Erstarrungsprofil (5) des Giessstrangs (1) an der jeweiligen Wegstreckenlänge (6) des Giessstrangs (1) analog angepasst wird und indem die Strangstützung (11) ebenfalls abhängig vom Erstarrungsprofil (5) des Giessstrangs (1) an der jeweils folgenden Wegstreckenlänge (6) analog vermindert wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen und anschließendem Verformen eines Gießstranges aus Stahl, insbesondere eines Gießstranges mit Blockformat oder Vorprofil-Format
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen und anschließendem Verformen eines Gießstranges aus Stahl, insbesondere eines Gießstranges mit Blockformat oder Vorprofil-Format, bei dem die Sekundärkühlung und die Strangführung auf den Abkühlungszustand des Gieß- Strangquerschnitts angepasst werden.
Im allgemeinen wird beim Stranggießen von verschiedenen Stahlsorten und Abmessungen bzw. Formaten lediglich in der Sekundärkühlung das Augenmerk auf das Strangschalenwachstum und in einer Verformungsstrecke auf die Lage der Sumpfspitze gerichtet. So ist es bekannt (EP 0 804 981 A1), den Gießstrang in der Verformungsstrecke soweit zusammenzuquetschen, dass die gewünschte Enddicke entsteht. Dazu ist jedoch lediglich erforderlich, die Lage der Sumpfspitze zu ermitteln, von der aus die Verformungskraft auf einer Keilfläche liegend aufgebracht wird. Ein solches Verfahren ist grob und nimmt keine Rücksicht auf den Zustand des zu erwartenden Gefüges. Die Ursache liegt in der nachteiligen Wärmeverteilung durch eine nachteilige Kühlung und eine gleichmäßige Strangstützung bei ungleichmäßiger Wärmeabfuhr aus dem Strangquerschnitt. Eine Abstimmung der Sekundärkühlung auf die Strangstützung findet ebenfalls nicht statt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Sekundärkühlung, Strangstützung und Verformungstemperaturen derart aufeinander abzustimmen, dass auch sehr schwierig zu gießende Stahlsorten gegossen werden können und zwar alle Stahlgüten, in denen Seigerungen und Porositäten für die Weiterverarbeitung und den Endverwendungszweck von Bedeutung sind und außerdem Maßnahmen neben einer Verbesserung der Innenqualität auch für die Oberflächenqualität vorzuschlagen. Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Sekundärkühlung in ihrer geometrischen Gestaltung dem Erstarrungsprofil des Gießstrangs an der folgenden Wegstreckenlänge des Gießstrangs jeweils analog angepasst wird und dass die Strangstützung ebenfalls abhängig vom Erstarrungsprofil des Gießstrangs an der jeweils folgenden Wegstreckenlänge ana- log vermindert wird. Die Strangstützung kann allseitig dem Strangschalenwachstum angepasst werden, indem die Rollenkastenlänge gleich oder kleiner der Sumpfbreite ist, wobei Kantenkühlung vermieden wird. Dadurch wird das Gießmaterial im Gefüge und an der Oberfläche deutlich verbessert.
Nach einer Ausgestaltung werden die Eckbereiche des Gießstrangquerschnitts mit zunehmender Wegstreckenlänge weniger gekühlt als die Mittenbereiche. Die einzelnen Seiten werden dabei mit geringerer Wasserbeaufschlagung gekühlt zur Optimierung der Temperaturverteilung im Strangquerschnitt, wobei auch ein nachfolgender Soft-Reduction-Prozess beeinflusst wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Spritzstrahlen in der Sekundärkühlung mit ihrem Spritzwinkel der Strangschalendicke derart angepasst werden, dass einer kleiner werdenden Sumpfbreite ein kleinerer Spritzwinkel zugeordnet wird. Dadurch ist die Sekundärkühlung im Spritzwinkel dem Strangschalenwachstum angepasst und es stellt sich eine optimale Tem- peraturverteilung im Strangquerschnitt und auch auf der Oberfläche ein, wobei an den Kanten ein schwacher Temperaturabfall erzielt wird.
Ein ähnlicher Effekt lässt sich bei abnehmender Sumpfbreite erzielen, indem der Abstand der die Spritzstrahlen erzeugenden Spritzdüsen zur Strangoberfläche in Abhängigkeit des Erstarrungsprofils verändert wird.
Ein weiterer Wärmeentzug wird auch dadurch verhindert, indem nach anderen Merkmalen die Eckbereiche des Gießstrangquerschnitts mit zunehmender Wegstreckenlänge weniger gestützt werden als der Mittenbereich. Die fehlende Berührung durch längere Stützrollen vermindert daher den Wärmeentzug. Eine Weiterentwicklung der Maßnahmen der Temperaturverteilung und Vergleichmäßigung besteht darin, dass die Eckbereiche und / oder die Seitenflächen des Gießstrangquerschnitts gegen Wärmeentzug isoliert werden. An die prozessangepasste Sekundärkühlung zur Erzielung einer optimalen Erstar- rungsstruktur, erfolgt eine gezielte Wärmeisolierung des Strangquerschnitts zur Erzeugung eines weichen Strangquerschnittskerns für den Soft-Reduction- Prozess.
Weiterhin ist vorgesehen, dass zusätzlich zur Isolierung der Eckbereiche und / oder der Seitenflächen des Strangquerschnitts die Strang-Oberseite und die Strang-Unterseite mit Kühlmittel selektiv intensiver gekühlt werden. Dafür kommen insbesondere die Mittenbereiche in Betracht, so dass eine weitere Verkleinerung der Sumpfbreite eintritt. Auf der Strangoberseite und der Strangunterseite erfolgt eine Kühlung der Oberfläche als härtere und verformungssteifere Pressfläche für den Soft-Reduction-Prozess vor dem Soft-Reduction-Segment.
Nachdem eine erhebliche Vergleichmäßigung der Temperatur im Strangquerschnitt über Schichten des Strangquerschnitts stattgefunden hat, ist es vorteilhaft, dass der Gießstrangquerschnitt von oben nach unten gemäß dem sog. Soft-reduction-Verfahren gewalzt wird.
Eine Vorrichtung zum Stranggießen und anschließender Verformung eines Gießstranges aus Stahl, insbesondere eines Gießstrangs mit Blockformat, wobei die Sekundärkühlung und die Strangführung auf den Abkühlungszustand des Gießstrangquerschnitts anpassbar sind, löst die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Sekundärkühlung in Abhängigkeit des Erstarrungsprofils und der Wegstreckenlänge beginnend mit im wesentlichen der vollen Strangbreite ausführbar ist und dass die Sekundärkühlung und die Strangstützung abhängig vom Erstarrungsprofil des Gießstrangs innerhalb der Weg- Streckenlänge derart verminderbar sind, dass der Gießstrang vor Eintritt in ein Soft-reduction-Segment nur noch auf der Strang-Unterseite der Strangbreite gestützt ist. Dadurch kann neben den prozesstechnischen Verbesserungen eine kostenmäßige Verbesserung der Vorrichtung erzielt werden, wobei durch eine belastungsangepasste Auslegung der Maschinenkomponenten mechanische und thermische Belastungen gesenkt werden.
Zur Vermeidung eines übermäßigen Wärmeentzugs an den Kanten des Strangquerschnitts, wird vorgeschlagen, dass innerhalb der Sekundärkühlung und der Strangstützung an den Seitenflächen des Gießstrangquerschnitts und / oder an den Eckbereichen Abdeckelemente angeordnet sind.
Nach einer anderen Weiterentwicklung ist vorgesehen, dass das Soft-reduction- Segment mit am Anfang und Ende angeordneten Treibergerüsten mit angetriebenen Treiberrollen gebildet ist und dass das Soft-reduction-Segment aus zumindest zwei Rollengerüsten mit Rollenpaaren ohne Antriebe gebildet ist, wobei der Oberrahmen jeweils hydraulisch an den Unterrahmen anstellbar ist. Da- durch kann im Soft-reduction-Segment die Soft- red uction durch ein Vielrollen- segment durchgeführt werden. Eine stetige Konizität erzeugt einen kontinuierlichen Soft-reduction-Prozess über eine wählbare Länge. Die theoretische Vorausberechnung der Sumpfdicke über die letzten Meter im Enderstarrungsbe- reich lässt auf eine zweckmäßige Konizitätsanstellung und deren Länge schlie- ßen.
Andere Merkmale bestehen darin, dass in Strangbewegungsrichtung vor und hinter dem Soft-reduction-Segment ein oder mehrere Treibergerüste angeordnet sind. Dadurch kann der Gießstrang im Verformungsbereich ausreichend transportiert werden und die Verformungskräfte werden in ausreichendem Maße aufgebracht.
Nach anderen Merkmalen ist vorgesehen, dass vor und / oder nach einem
Richttreiber eine Intensivkühleinrichtung für die Strang-Oberseite und die Strang-Unterseite des Gießstrangquerschnitts angeordnet ist. Einige Stahlgüten zeigen bei der Weiterverarbeitung durch sog. "quenching" eine bessere Ober- flächenstruktur. In Verbindung mit dem Kühlen vor dem Soft-Reduction-Prozess kann dieser Effekt ebenfalls erzielt werden. Die Wirkung der mit den mechanischen Einrichtungen (Segmente, Treibergerüste) durchgeführten Soft-reduction kann durch eine sog. "Thermal-Soft-reduction" noch unterstützt werden. Hierzu wird der gegossene Strang in den in Betracht kommenden Bereichen zusätzlich und gezielt mit Wasser beaufschlagt.
Eine andere Anordnung besteht darin, dass vor einem Soft-Reduction-Segment eine Intensivkühleinrichtung für die Strang-Oberseite und die Strang-Unterseite des Gießstrangquerschnitts angeordnet ist.
Eine weitere Ausgestaltung ist dadurch gegeben, dass das Soft-reduction- Segment eine in Strangbewegungsrichtung oder entgegen der Strangbewegungsrichtung verschiebbare Einheit bildet, die vor einem oder mehreren Treibergerüsten angeordnet ist.
Außerdem ist vorteilhaft, dass die Soft-reduction-Segmente als Rieht- und Soft- reduction-Segmente zwischen den Treibergerüsten angeordnet sind. Dadurch ist eine Kombination von mechanischer und thermischer Soft-Reduction gegeben.
Weiterhin wird noch vorgeschlagen, dass die Soft-reduction-Segmente in Strangbewegungsrichtung nach der Rieht- und Ausfördermaschine (den Treibergerüsten) angeordnet sein können.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt , die nachstehend näher beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Bogenstranggießanlage für ein Blockformat mit Soft-reduction als erste Alternative, Fig. 2A den Gießstrangquerschnitt in der Sekundärkühlung bei noch großer Sumpfbreite und dünner Strangschale, Fig. 2B denselben Gießstrangquerschnitt mit verminderter Spritzstrahlbreite und verminderter Sumpfbreite, Fig. 2C denselben Gießstrangquerschnitt mit weiter verminderter Spritz- strahlbreite an der Strangoberseite und der Strangunterseite und weiter verminderter Sumpfbreite, Fig. 3A den Gießstrangquerschnitt mit der Fig. 2A entsprechenden
Strangschalendicke und breiter Strangstützung, Fig. 3B den Gießstrangquerschnitt mit der Fig. 2B entsprechenden Strangschalendicke und reduzierter Strangstützung,
Fig. 3C den Strangquerschnitt mit der Fig. 2C entsprechenden Strangschalendicke und einer Strangstützung an der Strangoberseite und der Strangunterseite, Fig. 4A den Gießstrangquerschnitt bei ohne die Erfindung üblicher voll- ständiger Durcherstarrung und ohne Abdeckung der Seitenflächen, Fig. 4B den Gießstrangquerschnitt bei ohne die Erfindung vorliegender
Druckverteilung in der Soft-reduction, wobei Einziehungen entstehen, Fig. 5A den Gießstrangquerschnitt bei Abdeckung für eine Temperaturverteilung , Fig. 5B den Gießstrangquerschnitt bei Temperaturverteilung gemäß der
Erfindung in der Soft-reduction und Fig. 6 eine Seitenansicht einer Bogenstranggießanlage für ein Blockfor- mat mit Soft-reduction als zweite Alternative.
Das Verfahren zum Stranggießen von Stahl in Rechteck- oder Blockformaten gemäß Fig. 1 wird durch Kühlen, Stützen und Verformen geprägt. Der Gießstrang 1 mit einem Gießstrangquerschnitt 1 a besitzt im Ausführungsbeispiel Blockformat 2 und tritt aus einer Stranggießkokille 3 aus und wird unmittelbar in einer Sekundärkühlung 4 gekühlt. Dabei stellt sich von Bogenabschnitt A zu Bogenabschnitt B und C sowie D jeweils ein Erstarrungsprofil 5 ein (Fig. 2A, 2B, 2C), das sich durch eine schon feste Strangschale 5a mit einer von Bogenabschnitt zu Bogenabschnitt wachsenden Strangschalendicke 5b darstellt. Das Verfahren arbeitet nunmehr derart, dass die Sekundärkühlung 4 in ihrer geometrischen Gestaltung dem Erstarrungsprofil 5 des Gießstrangs 1 an der jewei- ligen Wegstreckenlänge 6, die sich von Bogenabschnitt A bis Bogenabschnitt D ergibt, analog angepasst wird und wobei eine Strangstützung 11 ebenfalls abhängig vom Erstarrungsprofil 5 des Gießstrangs 1 an der folgenden Wegstreckenlänge 6 jeweils analog vermindert wird. Dabei werden die Eckbereiche 1 b des Gießstrangquerschnitts 1 a mit zunehmender Wegstreckenlänge 6 weniger gekühlt als die Mittenbereiche 1c.
Diese Regelung erfolgt z.B. dadurch, dass die Spritzstrahlen 7 in der Sekundärkühlung 4 mit ihrem Spritzwinkel 7a der jeweiligen Strangschalendicke 5b derart angepasst werden, dass einer kleiner werdenden Sumpfbreite 8 ein kleinerer Spritzwinkel 7a zugeordnet wird.
Alternativ wird der Abstand 9 der die Spritzstrahlen 7 erzeugenden Spritzdüsen 10 zur Strangoberfläche 1 d in Abhängigkeit des sich einstellenden Erstarrungsprofils 5 verändert, d.h. vermindert (Fig. 2B).
In diesem Sinn werden die Eckbereiche 1 b des Gießstrangquerschnitts 1 a mit zunehmender Wegstreckenlänge 6 weniger gestützt als der Mittenbereich 1 c (Fig. 3A, 3B, 3C).
Die Fig. 4A und 4B zeigen durcherstarrte Gießstränge 1 mit in äußeren Bereichen weitgehend gleichmäßiger Temperaturverteilung, wobei sich (Fig. 4B) sogar unerwünschte Einziehungen 18 bilden.
Zur gleichmäßigen Wärmeverteilung in einer Form für die nachfolgende Ver- formungsarbeit werden die Eckbereiche 1 b und / oder die Seitenflächen 1e des
Gießstrangquerschnitts 1 a gegen Wärmeentzug isoliert (Fig. 5A und 5B). Da- durch bilden sich Temperaturgrenzbereiche 19, 20, 21 aus. In der Mitte des Gießstrangquerschnitts 1a herrscht der Temperaturgrenzbereich 21 (Fig. 5B), in dem Verformungsarbeit durch Pressen von oben nach unten geleistet werden kann. In diesem Mittenbereich ist daher die Temperatur noch höher als ganz oben oder ganz unten. Im übrigen werden auf diese Art Seigerungen leicht verteilt und Porositäten beseitigt.
Zusätzlich zur Isolierung der Eckbereiche 1 b und / oder der Seitenflächen 1 e des Gießstrangquerschnitts 1 a werden die Strang-Oberseite 1f und die Strang- Unterseite 1g mit Kühlmittel selektiv intensiver gekühlt.
Im weiteren Verfahrensabschnitt wird der Gießstrangquerschnitt 1a von oben nach unten gemäß dem sog. Soft-reduction-Verfahren gewalzt, wobei eine sonst übliche Quetschung nicht stattfindet.
Die gezeigte Vorrichtung zum Stranggießen und anschließender Verformung eines Gießstranges 1 aus Stahl, insbesondere eines Gießstranges 1 mit Blockformat 2, wobei die Sekundärkühlung 4 und die Strangstützung 1 1 auf den Abkühlungszustand des Gießstrangquerschnitts 1a angepasst sind, ist derart gestaltet, dass die Sekundärkühlung 4 in Abhängigkeit des Erstarrungsprofils 5 und der zurückgelegten Wegstreckenlänge 6 beginnend mit im wesentlichen der vollen Strangbreite 1 h ausgeführt ist und dass die Sekundärkühlung 4 und die Strangstützung 11 abhängig vom Erstarrungsprofil 5 des Gießstrangs 1 innerhalb der Wegstreckenlänge 6 derart vermindert werden, dass der Gießstrang 1 vor Eintritt in ein Soft-reduction-Segment 12 nur noch auf der Strang- Unterseite 1 g der Strangbreite 1 h gestützt wird. Um die gewünschte Temperaturverteilung mit einer in der Mitte verformungsfähigen Schicht zu erzielen, sind innerhalb der Sekundärkühlung 4 und der Strangstützung 11 an den Seitenflächen 1 e des Gießstrangquerschnitts 1 a und / oder an den Eckbereichen 1 b Ab- deck-elemente 13 angeordnet , die Winkelstücke 13a bilden können. Dem Soft-reduction-Segment 12 sind am Anfang 12a und am Ende 12b Treibergerüste 14 mit angetriebenen Treiberrollen 14a zugeordnet. Das Soft- reduction-Segment 12 besteht selbst aus zwei oder mehreren Rollengerüsten 12c , deren Rollenpaare ohne Antrieb sind. Ein Oberrahmen 12d ist jeweils hydraulisch an einen Unterrahmen 12e anstellbar.
In Strangbewegungsrichtung 15 sind ferner vor und hinter dem Soft-reduction- Segment 12 ein oder mehrere Treibergerüste 14 angeordnet.
Um die gewünschte Temperaturverteilung in horizontalen, durcherstarrten Schichten zu erzielen, ist vor einem Soft-reduction-Segment 12 eine Intensivkühleinrichtung 17 für die Strang-Oberseite 1f und die Strang-Unterseite 1 g am Gießstrangquerschnitt 1a angeordnet. Diese hebt die Festigkeit an und bildet eine Soft-reduction-Vorbereitung. Die Intensivkühlung an der Strang-Oberseite 1f und der Strang-Unterseite 1 g kann nicht nur vor dem Richttreiber 16, sondern auch vor dem verfahrbaren Soft-reduction-Segment 12 oder nach dem Richttreiber 16 sinnvoll angewendet werden.
In Fig. 6 ist eine zweite alternative Gestaltung dargestellt. Dort ist das Soft- reduction-Segment 12 als eine in Strangbewegungsrichtung 15 oder entgegen der Strangbewegungsrichtung 15 verschiebbare Einheit 12f ausgebildet, die in Strangbewegungsrichtung 15 vor einem oder mehreren Treibergerüsten 14 angeordnet ist.
Das Soft-reduction-Segment 12 im Richttreiberbereich wird als Pflichtkonzept verbunden mit dem Ausförderungskonzept bei Vorblockanlagen allgemein mit zwei Richtpunkten konzipiert. In Anbetracht des elasto-plastischen Verhaltens des Werkstoffs beim Biege-Richtvorgang nimmt der Gießstrang 1 eine gerade Form an. Abweichend gegenüber Brammenanlagen, in denen der Strang über eine Kurvenbahn zur geraden Form geführt wird, stellt sich beim Vorblockstrang im Richtbereich eine Biegelinie ein, die je nach Einflussgrößen von Trägheitsmoment, Temperatur des Gießstrangs und Temperaturverteilung innerhalb des Gießstrangquerschnitts 1a unterschiedlich ist, die sogar teilweise z7.B. nach jedem Richtpunkt über kurze Strecken von der Basisbiegelinie abweicht und Biegewendepunkte aufweist, so dass der Gießstrang 1 in diesem Bereich ein besonders starkes Kriechverhalten aufweist. Aufgrund einer vorgegebenen Kurvenbahn im Soft-reduction-Segment 12 kann eine in der Praxis ermittelte zulässige Dehnung E vorgegeben werden. Das durch den Biegeprozess erzeugte elasto-plastische Verhalten bringt den Gießstrang 1 in einen Zustand (Werte der theoretischen Streckgrenze, des Fließverhaltens u. dgl.), der im Normalfall einen niedrigen Kraftaufwand erfordert, um zusätzlich Soft-reduction durchzuführen.
Bezugszeichenliste
1 Gießstrang
1 a Gießstrangquerschnitt
1 b Eckbereich
1c Mittenbereich
1 d Strangoberfläche
1e Seitenfläche des Gießstrangquerschnitts
1f Strang-Oberseite ig Strang-Unterseite
1 h Strangbreite
2 Blockformat
3 Stranggießkokille
4 Sekundärkühlung
5 Erstarrungsprofil
5a Strangschale
5b Strangschalendicke
6 Wegstreckenlänge
7 Spritzstrahl
7a Spritzwinkel
7b Spritzstrahlbreite
8 Sumpfbreite
9 Abstand
10 Spritzdüsen
11 Strangstützung
12 Soft-reduction-Segment
12a Anfang
12b Ende
12c Rollengerüst
12d Oberrahmen
12e Unterrahmen
12f verschiebbare Einheit
13 Abdeckelemente
13a Winkelstück
14 Treibergerüst
14a Treiberrollen
15 Strangbewegungsrichtung
17 Intensivkühleinrichtung
18 Einziehung
19 Temperaturgrenzbereich
20 Temperaturgrenzbereich
21 Temperaturgrenzbereich

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Stranggießen und anschließendem Verformen eines Gießstranges aus Stahl, insbesondere eines Gießstranges mit Blockfor- mat oder Vorprofil-Format, bei dem die Sekundärkühlung und die
Strangführung auf den Abkühlungszustand des Gießstrangquerschnitts angepasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärkühlung in ihrer geometrischen Gestaltung dem Er- starrungsprofil des Gießstrangs an der folgenden Wegstreckenlänge des
Gießstrangs jeweils analog angepasst wird und dass die Strangstützung ebenfalls abhängig vom Erstarrungsprofil des Gießstrangs an der jeweils folgenden Wegstreckenlänge analog vermindert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Eckbereiche des Gießstrangquerschnitts mit zunehmender Wegstreckenlänge weniger gekühlt werden als die Mittenbereiche.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzstrahlen in der Sekundärkühlung mit ihrem Spritzwinkel der Strangschalendicke derart angepasst werden, dass einer kleiner werdenden Sumpfbreite ein kleinerer Spritzwinkel zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der die Spritzstrahlen erzeugenden Spritzdüsen zur Strang-oberfläche in Abhängigkeit des Erstarrungsprofils verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckbereiche des Gießstrangquerschnitts mit zunehmender
Wegstreckenlänge weniger gestützt werden als der Mittenbereich.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckbereiche und / oder die Seitenflächen des Gießstrangquerschnitts gegen Wärmeentzug isoliert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Isolierung der Eckbereiche und / oder der Seitenflächen des Strangquerschnitts die Strang-Oberseite und die Strang- Unterseite mit Kühlmittel selektiv intensiver gekühlt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießstrangquerschnitt von oben nach unten gemäß dem sog. Soft-reduction-Verfahren gewalzt wird.
9. Vorrichtung zum Stranggießen und anschließender Verformung eines Gießstranges aus Stahl, insbesondere eines Gießstranges mit Blockformat, wobei die Sekundärkühlung und die Strangführung auf den Abkühlungszustand des Gießstrangquerschnitts anpassbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärkühlung (4) in Abhängigkeit des Erstarrungsprofils (5) und der Wegstreckenlänge (6) beginnend mit im wesentlichen der vollen
Strangbreite (1 h) ausführbar ist und dass die Sekundärkühlung (4) und die Strangstützung (1 1 ) abhängig vom Erstarrungsprofil (5) des Gießstrangs (1 ) innerhalb der Wegstreckenlänge ( 6) derart verminderbar sind, dass der Gießstrang (1 ) vor Eintritt in das Soft-reduction-Segment (12) nur noch auf der Strang-Unterseite (1 g) der Strangbreite (1 h) gestützt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Sekundärkühlung (4) und der Strangstützung (11) an den Seitenflächen (1 e) des Gießstrangquerschnitts (1a) und / oder an den Eckbereichen (1 b) Abdeckelemente (13) angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Soft-reduction-Segment (12) mit am Anfang (12a) und Ende (12b) angeordneten Treibergerüsten (14) mit angetriebenen Treiberrollen
(14a) gebildet ist und dass das Soft-reduction-Segment (12) aus zumindest zwei Rollengerüsten (12c) mit Rollenpaaren ohne Antriebe gebildet ist, wobei der Oberrahmen (12d) jeweils hydraulisch an den Unterrahmen (12e) anstellbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Strangbewegungsrichtung (15) vor und hinter dem Soft- reduction-Segment (12) ein oder mehrere Treibergerüste (14) angeord- net sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor und / oder nach einem Richttreiber eine Intensivkühleinrichtung (17) für die Strang-Oberseite (1f) und die Strang-Unterseite (1 g) des
Gießstrangquerschnitts (1 a) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Soft-Reduction-Segment (12) eine Intensivkühleinrichtung (17) für die Strang-Oberseite (1f) und die Strang-Unterseite (1 g) des Gießstrangquerschnitts (1 a) angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Soft-reduction-Segment (12) eine in Strangbewegungsrichtung (15) oder entgegen der Strangbewegungsrichtung (15) verschiebbare Einheit (12f) bildet, die vor einem oder mehreren Treibergerüsten (14) angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Soft-reduction-Segmente (12) als Rieht- und Soft-reduction- Segmente zwischen den Treibergerüsten (14) angeordnet sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Soft-reduction-Segmente (12) in Strangbewegungsrichtung (15) nach der Rieht- und Ausfördermaschine angeordnet sind.
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