WO2006048078A1 - Verfahren zum herstellen eines gegossenen stahlbandes - Google Patents

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WO2006048078A1
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casting
steel strip
transport
cast steel
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PCT/EP2005/010130
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Gerald Hohenbichler
Gerald Eckerstorfer
Michael Zahedi
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Siemens Vai Metals Technologies Gmbh & Co
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14—Plants for continuous casting

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cast steel strip of a preferably H exertrisshaveen or hot brittle steel quality with a strip casting, and a strip casting plant for performing this method.
  • the strip caster is preferably a two-roll caster with two casting rolls arranged with their axes of rotation in a horizontal plane.
  • carbon steels with a low C content C content ⁇ 0.20% by weight, in particular C ⁇ 0.8%) and austenitic steel grades
  • carbon steels tend to have higher C contents, electrical steels, and in some cases also ferritic and martensitic ones Steel grades to hot and hot crack susceptibility in temperature ranges above about 1150 - 1250 0 C upwards.
  • the steel strip guided over a quarter-circle arc along one of the casting rolls is shaped by a work roll which can be set against the casting rolls.
  • This occurring tensile forces cause up to the Band Struktursquerrough retroactive, usually fluctuating tensile stresses in the steel strip and thereby promote the hot cracking.
  • the invention aims to avoid these disadvantages and difficulties and has as its object to propose a method for producing a cast steel strip of a preferably H exertrissaten steel quality and a strip casting plant for implementing this method, wherein the cast steel strip largely free from the band forming cross section to the substantially horizontal transport device by acting on the steel strip Bandanpress- or strip deformation forces (eg by thickness reductions, driver) is performed.
  • This object is achieved by a method of the type described above in that the cast steel strip is guided during its transport movement along the lateral surface of one of the two casting rolls without local application of contact forces or the band thickness influencing deformation forces in a transport channel and in this transport channel a strip cooling in a range of 15 K / s to 200 K / s takes place.
  • the most favorable belt cooling speed is in a range of 15 K / s to 100 K / s.
  • This temperature zone is depending on the to be cast steel quality above 1150 0 C to 1250 0 C, in particular between the ZST temperature (zero strength temperature) and the ZDT temperature (zero ductility temperature), thus in a temperature range above and each below the Soiidustemperatur.
  • a particularly gentle tape guide is achieved when the cast steel strip is guided in contact with the contact surface of one of the two casting rolls from a vertical casting direction in a substantially horizontal transport direction.
  • the cast steel strip during its transport movement along one of the lateral surfaces of G clothwaizen in an atmosphere with respect to air reduced oxygen content or in a largely oxygen-free inert gas atmosphere is performed.
  • the oxygen content of the atmosphere is adjusted to less than 8% oxygen, preferably to less than 1% oxygen.
  • the cast steel strip after passing through the transport channel and the translational Wegbelie from the lateral surface of the casting roll over a distance of at least 1 m, preferably more than 2 m, is guided substantially horizontally on a transport device.
  • band tensile forces from the weight forces of a downstream sling, a belt driver or reaction forces from a rolling stand against the belt transport direction are steadily reduced, so that the steel belt leaves the transport channel in the region of the lower vertex of the casting roll largely free of unwanted extraneous stresses.
  • the cast steel strip after a substantially horizontal transport movement forms a belt loop and from this belt loop, a retro-acting strip tension is introduced into the cast steel strip.
  • a stable tape guide from the band forming cross section to the belt loop and on the other hand a decoupling of the casting process of treatment steps in downstream belt treatment facilities is achieved.
  • a strip tension in the cast steel strip preferably in a region of the lower vertex of the casting roll, controlled or regulated by the weight of the belt loop.
  • the dead weight of the belt loop is determined by a position measurement of the belt loop and used as a control variable.
  • the strip tension in the cast steel strip preferably in a region of the lower apex of the casting roll, can be selectively influenced by influencing the friction and velocity relationships between the steel strip and the transport device.
  • this can be achieved by introducing on the cast steel strip during a substantially horizontal transport movement on a belt transport means by applying a clamping force to the casting roll back-acting tape tension or tape compressive stresses in the steel strip and this clamping force along a path portion lying in the transport direction of the steel strip end the transport is applied.
  • the strip tension in the cast steel strip is adjusted by applying the Kemmkraft and used as a control variable. An interaction of several control variables is possible.
  • Particularly stable conditions in the tape guide can be achieved if the strip tension is set in the region of the lower vertex of the casting roll to a value at which the steel strip rests on the casting roll substantially slip-free over substantially the entire quarter circle.
  • the strip tension in the lower vertex should in this case be kept so low that only a band flutter is prevented in the transport channel, but beyond no significant additional Bandzug technique should work back into the Band Struktursquerites.
  • the average band cross-section temperature at the end of a first substantially horizontal transport movement of the metal strip is 60 0 C to 25O 0 C lower than in Banding cross section, that is, the range of hot brittleness is at this point already substantially exceeded or overcome.
  • this substantially horizontal transport movement of the steel strip may include deviations of +/- 15 ° to the horizontal.
  • the cast steel strip is subjected before winding in the band reel an at least one-stage reduction in strip thickness in an in-line rolling process.
  • a cold strip preferably in opposite direction to the tape transport direction of the cast strip, introduced into the strip casting, which closes the Band Struktursquerrough between the casting rolls and which in the tape transport direction up to a tape transport means on a substantially horizontal aligned transport device or extends over the ski pit where it, preferably with a dividing shear, is separated from the cast steel strip.
  • a strip casting plant for producing a cast steel strip of predetermined strip thickness of a preferably hot crack-sensitive or hot-brittle steel grade.
  • This strip casting plant consists of two rotationally driven casting rolls with internally cooled lateral surfaces and two side plates which can be pressed and set against the casting roll faces and together form a melting space for receiving molten steel and a strip forming cross section for the steel strip to be cast, a substantially horizontally oriented conveying device for the one in one Transport channel along one of the lateral surfaces of the vertical casting direction in a substantially horizontal transport direction deflected steel band and a downstream band reeling device.
  • the strip casting plant is characterized in that one of the two casting rolls is associated with a belt guide device which forms a transport channel for the cast steel strip with the lateral surface of this casting roll and the two cooperating casting rolls are equipped with independently controllable internal cooling devices.
  • the tape guide device is assigned to one of the two casting rolls between the strip forming section and the transport device and support elements of the strip guiding device are arranged correspondingly and depending on the strip thickness at substantially equidistant distance from the lateral surface of the casting roll and form with the surface of a casting roll a transport channel for the cast steel band.
  • the tape guide device with its associated support elements together with the lateral surface of the casting roll a transport channel for the cast, still hot steel strip and is designed so that the steel strip is not hindered on its way through the transport channel, ie not by any contact with elements of the tape guide device is braked and no relevant, acting loads, such as pressure forces of leadership or even driver roles or friction forces of braking components, is exposed.
  • the steel strip on the other hand, can assume a slight, conforming contact with the surface of the casting roll, so that a sufficient cooling of the steel strip by contact heat transfer is achieved.
  • the clear width of the transport channel is thus slightly larger than the thickness of the cast steel strip. Due to the different thermal load of the two cooperating casting rolls they are equipped with separate controlled coolant circuits. Thus, substantially the same thermal conditions for the formation of equally thick strand shells are achieved at both G confusewalzenmänteln.
  • the transport channel for the cast steel strip is disposed within an isolation chamber to maintain a predetermined atmosphere.
  • the transport channel for the cast steel strip is disposed within an isolation chamber to maintain a predetermined atmosphere.
  • a structurally simple solution is obtained if the transport channel for the cast steel strip forms a wall element of the insulating chamber at least in a partial area or the strip guiding device forms a structural unit with wall elements of the insulating chamber in a partial area.
  • the transport channel for the cast steel strip essentially comprises a quarter circle arc along the lateral surface of the casting roll.
  • the cast steel strip can be derived directly to a horizontal transport device.
  • the clear width of the transport channel is equal to or greater than the thickness of the cast steel strip.
  • the clearance width of the transport channel is largely matched to the thickness of the metal strip, it is necessary to form the support elements by non-driven support rollers, which are preferably resiliently supported in the strip guide device in order to introduce no reaction forces into the metal strip.
  • the strip guiding device has vertically below the strip formation cross section formed by the casting rolls or below the casting roll forming the transport channel a passage opening closable with a closure device for an initial piece of the cast steel strip.
  • This closure device preferably consists of a flap pivotable about a horizontal axis.
  • the thermally highly loaded components of the tape guide device are equipped with internal cooling devices.
  • the substantially horizontally oriented transport device adjoining the transport channel at the lower vertex of the casting roll has a longitudinal extent of at least 1 m, but preferably at least 2 m, but should not exceed 6 m so that in the production of thicker strips at lower casting and transport speeds excessive cooling of the steel strip is avoided.
  • the transport device can be inclined up to +/- 15 ° to the horizontal.
  • the transport device comprises driven rollers or roller pairs.
  • the metal strip has already cooled down to such an extent that the metal strip can be exposed to a sufficient contact pressure without the risk of tearing or an increased risk of cracking on the strip surface.
  • the substantially horizontally oriented transport device includes a preferably designed as a Schiingengrube tape storage.
  • the lead-in area in the strip store and the exit area from the strip store are designed in such a way that an asymmetrical loop of the strip is produced in the strip store. This is accomplished by having the tape store include an entry area into the tape store and a run-out area from the tape store, and the exit area from the tape store is lowered from the run-in area to the tape store.
  • a swing-in and swing-bridging chute is arranged, which ensures that when casting without cold strip, the leading edge of the cast steel strip safely overcomes the Schiingengrube means of gravity support on the swung-bridging chute.
  • a belt steering device assigned. If required, a temperature compensation device is additionally arranged upstream of the first rolling stand.
  • a continuous or segmented insulating chamber enclosing the transport path of the steel strip is arranged between the casting rolls and the first rolling mill stand.
  • these the transport path of the steel strip enclosing isolation chamber may end earlier and extend, for example, only along the transport path between the casting rolls and the exit region of the tape storage.
  • a segmentation of the insulating chamber is useful if additional units, such as drivers, cooling sections or profile measuring devices are arranged in the extension region of the insulating chamber.
  • a strip casting plant for producing a thin, hot-rolled steel strip of a H exertrissaten steel quality in a plant longitudinal section is shown schematically.
  • the strip caster comprises a two-roll caster 1 with two driven and oppositely rotating casting rolls 2, 3, which together with two front side of the casting rolls adjacent to these side plates 4, one of which is shown with dashed lines, a melting chamber 5 for receiving molten steel and in the narrowest Cross-section between the lateral surfaces 6, 7 form the Band Struktursquerites 8.
  • a melting chamber 5 for receiving molten steel and in the narrowest Cross-section between the lateral surfaces 6, 7 form the Band Struktursquerites 8.
  • the out of the band forming cross-section 8 by the rotational movement of the casting rolls discharged steel strip 12 with a defined width and thickness is fed in a transport channel 13 over a quarter arc of the casting roll 3 a transport device 14, which connects directly to the transport channel 13.
  • the transport channel 13 extends along the lateral surface 7 of the casting roll 3 substantially from the band forming cross-section 8 to the lower vertex 15 of the casting roll 3.
  • the transport channel is bounded by the rotating jacket surface 7 of the casting roll 3 and by support elements 16 of a belt guiding device 17.
  • the support members 16 are in this case of non-driven, internally cooled support rollers 18, of which only one is shown, or formed by movable skids 19.
  • the individual components of the equipped with cooling devices tape guide device 17 are connected together with not shown wall elements of the transport channel 13 by a frame structure also not shown in detail to form a functional assembly.
  • the tape guide device 17 and thus the transport channel 13 are surrounded by an insulating chamber 21 and integrated into it structurally.
  • the insulating chamber rests against the casting rolls with sealing elements, not shown, and forms with the casting rolls 2, 3 a space defined by the ambient atmosphere in which a protective gas atmosphere can be set and maintained.
  • the insulating chamber 21 is connected to a protective gas supply line 22.
  • the protective gases used are largely oxygen-free gases.
  • a temperature control in the steel strip adapted to the respective steel quality of the steel strip to be cast takes place predominantly by heat removal via the roller shell of the casting roll 3, which is controlled by an internal cooling device 23 in the casting roll 3. It is therefore expedient if the steel strip rests against the roller casing 7 of the casting roll 3, but without being pressed against these or being stretched by applying a high strip tension over the quarter circle arc.
  • the internal cooling means of the two casting rolls 2, 3 must meet different requirements. Both casting rolls have the task of forming strand shells with the same growth development on their lateral surface. For this purpose, as identical cooling conditions as possible are to be set over the casting period in the contact regions of the molten steel with the casting-roll shell surface.
  • To the transport channel 13 includes in the region of the lower vertex of the casting roll 3 directly to a transport device 14, which extends horizontally and is designed as a roller table of conventional design with a roller conveyor. In the transition region from the transport channel 13 to the transport device 14, the steel strip is straightened and leaves the light contact with the casting roll.
  • Three rollers are designed as driven rollers 26a, 26b, 26c and ensure the continuous transport of the steel strip with casting speed.
  • a speed control of the driven rollers 26a to 26c of the strip tension is set in the lower vertex 15 of the casting roll 3 to a value that ensures a slight concern of the metal strip to the lateral surface 7 of the casting roll 3, but hardly any repercussions in the sense of Bandzugêten in the steel strip in the area of the quarter circle arc between the Band Struktursquerrough 8 and the lower vertex 15 causes.
  • a driven roller 26b with an engageable roller 26b ' may form a pair of rollers 27 and ensure a slip-free, controlled belt transport.
  • a strip accumulator designed as a loop pit, with which a decoupling of the casting process from downstream strip treatment steps, such as a reduction in thickness in a roll stand 31, takes place.
  • the tape storage is dimensioned so that differences between casting speed and rolling speed can be easily compensated.
  • the horizontal loop pit outlet region 32 is lowered relative to the horizontal loop pit inlet region 33 by the distance A, whereby a asymmetric loop forms.
  • a bridging chute 37 bridging the loop pit 30, which is designed to be pivotable.
  • the bridging chute is coupled to a pivot drive (not shown) and can be pivoted from a position B bridging the loop pit into a position C opening the loop pit and back.
  • a pivot drive not shown
  • the leading edge of the steel strip produced is transported by gravity, via the bridging chute inclined downwards in the direction of the belt transport.
  • a large driven roller 26d is arranged, which may be associated with an upper roller, in contrast to a sole construction of tape tension in the steel strip as a consequence of a loop in the loop loop in addition to the influence of the loop or strip tension instead or belt compressive stresses can be introduced into the steel strip, which at least partially reach back to the casting roll.
  • a single-stand rolling stand 31 which is preceded by a strip deflecting device 35 and a temperature compensation device 36, the cast steel strip is reduced to hot strip final thickness and adjusted in the steel strip a rolling structure. Subsequently, the steel strip is wound in a tape reeling device 34 into bundles with a predetermined target weight.
  • the band reeling device is preceded by a dividing shear.
  • a CCD camera 38 is positioned in the initial region of the horizontal transport device 14.
  • the lateral surfaces of the two casting rollers dive with a surface temperature of about 60 - 100 0 C and with a rotational speed corresponding to a casting speed of about 90 m / min, in the molten steel, where The internally cooled lateral surfaces strand shells are formed, which are moved with the lateral surfaces and in reaching the band formation cross-section in total have grown to about the band thickness and connect there to a largely solidified band.
  • the steel strip enters the transport channel and is within the formed by a quarter circle arch transport channel with a cooling rate of about 45 ° K / s on a Temperature of about 1365 ° C ⁇ 20 K cooled in the lower vertex of the casting roll.
  • This forms a microstructure, which is characterized by ferritic grains.
  • the steel strip passes through a protective gas atmosphere, wherein this is predominantly formed by nitrogen, with small amounts of 02, H2, Ar and other natural noble gases are present.
  • the steel strip is further cooled by radiation and tape contact with the transport rollers and a strip tension is applied to the steel strip, with a concern of the steel strip is ensured to the lateral surface of the casting roll in the transport channel, without a substantial strip tension in this area effectively becomes.
  • the strip cooling in the area of the transport device can be assisted by additional gas cooling.
  • the steel strip in a rolling mill at a strip entry temperature of 900 is - 1050 0 C by 15 - 50% reduced in thickness, and then at 500 - 850 0 C wrapped in a strip reeling device into coils.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines gegossenen Stahlbandes einer vorzugsweise heissrissempfindlichen oder heissspröden Stahlqualität mit einer Bandgiessanlage, sowie eine Bandgiessanlage zur Durchführung dieses Verfahrens. Hierbei wird Stahlschmelze in einen von zwei Giesswalzen (2, 3) Seitenplatten (4) gebildeten Schmelzenraum (5) geleitet, im Schmelzenraum an gekühlten Mantelflächen (6, 7) der Giesswalzen Strangschalen (9, 10) gebildet, die im Bandbildungsquerschnitt (8) zwischen den Giesswalzen zu einem zumindest teilerstarrten Stahlband zusammengeführt werden, dann das gegossene Stahlband entlang der Mantelfläche (7) einer der beiden Giesswalzen (3) von einer vertikalen Giessrichtung in eine im Wesentlichen horizontalen Transportrichtung geführt wird und das gegossen Stahlband im Wesentlichen horizontal auf einer Transporteinrichtung (14) einer Bandhaspeleinrichtung (34) zugeführt und dort zu einem Bund gewickelt wird. Um hierbei die Anfälligkeit zur Rissbildung zu minimieren, wird das gegossene Stahlband während seiner Transportbewegung entlang der Mantelfläche einer der beiden Giesswalzen ohne Aufbringen von die Banddicke beeinflussenden Verformungskräften in einem Transportkanal (13) geführt und in diesem Bereich einer Bandkühlung von weniger als 200K/s unterzogen.

Description

Verfahren zum Herstellen eines gegossenen Stahlbandes:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines gegossenen Stahlbandes einer vorzugsweise heißrissempfindlichen oder heißspröden Stahlqualität mit einer Bandgießanlage, sowie eine Bandgießanlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die Bandgießanlage ist vorzugsweise eine Zweiwalzengießanlage mit zwei mit ihren Drehachsen in einer Horizontalebene angeordneten Gießwalzen.
Im Gegensatz zu Kohlenstoffstählen mit geringem C-Gehalt (C-Gehalt < 0,20 Gew.-%, insbesondere C<0,8%) und austenitischen Stahlqualitäten neigen Kohlenstoffstähle mit höheren C-Gehalten, Elektrostähle, sowie zum Teil auch ferritische und martensitische Stahlqualitäten zu Heißsprdigkeit bzw. Heißrissempfindlichkeit in Temperaturbereichen oberhalb von ca. 1150 - 1250 0C aufwärts. Entwickelte Gießverfahren unter Anwendung einer Bandgießanlage, insbesondere einer Zweiwalzengießanlage, bei welcher das Stahlband den Bandbildungsquerschnitt zwischen den beiden Gießwalzen, den sogenannten „kissing point", vertikal nach unten gerichtet verlässt und unter Ausbildung einer weitgehend freihängenden Bandschlaufe oder in einem hängenden Bogen ohne wesentliche Bandunterstützung relativ weit von den Gießwalzen entfernt in eine horizontale Transportrichtung übergeleitet wird, führt dies bei heißrissempfindlichen Stahlgüten zu vermehrter (interkristalliner) Rissbildung an der Bandoberfläche. Speziell durch das Eigengewicht des durchhängenden heißen Stahlbandes, sowie durch Schwingungsbewegungen oder stochastische Bewegungen und Bandzugkräfte wird diese Tendenz begünstigt.
Zur Vermeidung derartiger schädigender Einflüsse auf das noch heiße Stahlband wurden bereits Verfahren vorgeschlagen, die eine derartige frei hängende Schlaufe vermeiden. Bei einem solcherart verbessertem Gießverfahren unter Anwendung einer vertikalen Zweiwalzengießanlage wird Stahlschmelze in einem von zwei Gießwalzen und zwei Seitenplatten gebildeten Schmelzenraum geleitet, wobei im Schmelzenraum an gekühlten Mantelflächen der Gießwalzen Strangschalen gebildet werden, die im Bandbildungsquerschnitt zwischen den Gießwalzen zu einem zumindest teilerstarrten Stahlband zusammen geführt werden. Hierbei wird das gegossenen Stahlband entlang der Mantelfläche einer der beiden Gießwalzen von einer vertikalen Gießrichtung in eine im Wesentlichen horizontale Transportrichtung geführt und im Wesentlichen horizontal auf einer Transporteinrichtung einer Bandhaspeleinrichtung zugeführt und dort zu einem Bund gewickelt. Ein derartiges Verfahren ist aus der JP-A 1-087045 bereits bekannt.
Bei diesem bekannten Gießverfahren wird das über einen Viertelkreisbogen entlang einer der Gießwalzen geführte Stahlband durch eine an die Gießwalzen anstellbare Arbeitswalze formgebend behandelt. Hierbei auftretende Bandzugkräfte verursachen bis in den Bandbildungsquerschnitt rückwirkende, meist flukturierende Zugspannungen im Stahlband und begünstigen hierdurch die Heißrissbildung.
Zweiwalzengießanlagen mit einer Bandführung entlang einer Mantelfläche einer der beiden Gießwalzen sind weiters aus der JP-A 2-247049, der JP-A 2-295649, der JP-A 2-290651 , der JP-A 1-133651 bereits bekannt. Bei diesen Bandgießanlagen ist der das gegossene Band führenden Gießwalze stets eine Anpressrolle oder eine Treiberrolle zugeordnet, mit der das Band an die Gießwalze gepresst und unter Aufbringung eines Bandzuges in engem Kontakt mit der Gießwalze bewegt wird, der Bandzug wirkt auch hier gegebenenfalls bis in den Bandbildungsquerschnitt zurück und fördert ebenfalls die Heißrissbildung.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zum Herstellen eines gegossenen Stahlbandes einer vorzugsweise heißrissempfindlichen Stahlqualität und eine Bandgießanlage zur Umsetzung dieses Verfahrens vorzuschlagen, wobei das gegossene Stahlband vom Bandbildungsquerschnitt bis auf die im Wesentlichen horizontale Transporteinrichtung weitgehend frei von auf das Stahlband einwirkenden Bandanpress- oder Bandverformungskräften (z.B. durch Dickenreduktionen, Treiber) geführt wird.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs geschilderten Art dadurch gelöst, dass das gegossene Stahlband während seiner Transportbewegung entlang der Mantelfläche einer der beiden Gießwalzen ohne lokales Aufbringen von Anpresskräften oder von die Banddicke beeinflussenden Verformungskräften in einem Transportkanal geführt wird und in diesem Transportkanal eine Bandabkühlung in einem Bereich von 15 K/s bis 200 K/s stattfindet. Nach einer bevorzugten Ausführungsform liegt die günstigste Bandabkühlgeschwindigkeit in einem Bereich von 15 K/s bis 100 K/s. Durch die Kombination eines Bandtransportes mit minimierter Fremdspannungbelastung im Stahlband durch Vermeidung von durch Einrichtungen der Bandgießanlage verursachte mechanische Einwirkungen auf das Stahlband und einer auf die jeweilige Stahlqualität abgestimmten Temperaturführung des Erstarrungsprozess kann die Ausbildung feiner Korngrenzenrisse wesentlich reduziert werden. Jedenfalls muss verhindert werden, dass Bandzugspannungen bis in den Bereich der für die Heißrisse anfälligen Temperaturzone zurückwirken. Diese Temperaturzone liegt je nach der zu vergießenden Stahlqualität oberhalb von 11500C bis 12500C, insbesondere zwischen der ZST-Temperatur (zero strength temperature) und der ZDT-Temperatur (zero ductility temperature), somit in einem Temperaturbereich oberhalb und unterhalb der jeweiligen Soiidustemperatur.
Eine besonders schonende Bandführung wird erreicht, wenn das gegossenen Stahlband in berührendem Kontakt mit der Mantelfläche einer der beiden Gießwalzen von einer vertikalen Gießrichtung in eine im Wesentlichen horizontale Transportrichtung geführt wird.
Zur Optimierung der Oberflächenqualität des gegossenen Stahlbandes und speziell zur Vermeidung von Zunderbildung, insbesondere in Hinblick auf einen Inline-Walzprozess mit nur geringem oder keinem Entzunderungsbedarf wird vorgeschlagen, dass das gegossenen Stahlband während seiner Transportbewegung entlang einer der Mantelflächen der Gießwaizen in einer Atmosphäre mit gegenüber Luft reduziertem Sauerstoffgehalt oder in einer weitgehend sauerstofffreien Schutzgasatmosphäre geführt wird. Hierbei wird als ausreichende Maßnahme angesehen, wenn der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre auf weniger als 8% Sauerstoff, vorzugsweise auf weniger als 1 % Sauerstoff eingestellt wird.
Um Rückwirkungen von Bandtransport- und Bandbehandlungseinrichtungen auf das im Transportkanal entlang der einen Gießwalze bewegte Stahlband zu vermeiden bzw. sicherzustellen, ist es zweckmäßig, wenn das gegossene Stahlband nach Durchlaufen des Transportkanals und dem translatorischen Wegbewegen von der Mantelfläche der Gießwalze auf einer Wegstrecke von mindestens 1 m, vorzugsweise mehr als 2 m, im Wesentlichen horizontal auf einer Transporteinrichtung geführt wird. Auf dieser Wegstrecke können beispielsweise Bandzugkräfte aus den Gewichtskräften einer nachgeordneten Bandschlinge, einem Bandtreiber oder Reaktionskräfte aus einem Walzgerüst entgegen der Bandtransportrichtung stetig abgebaut werden, sodass das Stahlband den Transportkanal im Bereich des unteren Scheitelpunktes der Gießwalze weitgehend frei von unerwünschten Fremdbelastungen verlässt. Vorzugsweise bildet das gegossene Stahlband nach einer im Wesentlichen horizontalen Transportbewegung eine Bandschlaufe und von dieser Bandschlaufe ausgehend wird ein rückwirkender Bandzug in das gegossene Stahlband eingebracht. Damit wird einerseits eine stabile Bandführung vom Bandbildungsquerschnitt bis zur Bandschlaufe und andererseits eine Entkopplung des Gießprozesses von Behandlungsschritten in nachgeordneten Bandbehandlungseinrichtungen erreicht.
Durch die Anordnung einer Bandschlaufe im Anschluss an den horizontalen Transportweg in ausreichender Länge ergibt sich die Möglichkeit, dass ein Bandzug im gegossenen Stahlband, vorzugsweise in einem Bereich des unteren Scheitelpunktes der Gießwalze, durch das Eigengewicht der Bandschlaufe gesteuert oder geregelt wird. Das Eigengewicht der Bandschlaufe wird hierbei über eine Positionsmessung der Bandschlaufe ermittelt und als Steuergröße verwendet. Gleichermaßen kann der Bandzug im gegossenen Stahlband, vorzugsweise in einem Bereich des unteren Scheitelpunktes der Gießwalze, durch Beeinflussung der Reibungs- und Geschwindigkeitsverhältnisse zwischen dem Stahlband und der Transporteinrichtung gezielt beeinflusst werden. Vorzugsweise kann dies dadurch erreicht werden, dass auf das gegossenen Stahlband während einer im Wesentlichen horizontalen Transportbewegung auf einem Bandtransportmittel durch Aufbringen einer Klemmkraft bis zur Gießwalze zurückwirkende Bandzugspannungen oder Banddruckspannungen in das Stahlband eingebracht werden und diese Klemmkraft entlang einem Wegabschnitt am in Transportrichtung des Stahlbandes liegendem Ende des Transportmittels aufgebracht wird. Der Bandzug im gegossenen Stahlband wird durch das Aufbringen der Kemmkraft eingestellt und als Steuergröße herangezogen. Auch ein Zusammenwirken mehrerer Steuergrößen ist möglich.
Besonders stabile Verhältnisse bei der Bandführung sind erzielbar, wenn der Bandzug im Bereich des unteren Scheitelpunktes der Gießwalze auf einen Wert eingestellt wird, bei dem das Stahlband an der Gießwalze im Wesentlichen schlupffrei über im Wesentlichen den gesamten Viertelkreisbogen anliegt. Der Bandzug im unteren Scheitelpunkt soll hierbei so niedrig gehalten werden, dass ausschließlich ein Bandflattern im Transportkanal verhindert wird, jedoch sollen darüber hinaus keine wesentlichen zusätzlichen Bandzugkräfte bis in den Bandbildungsquerschnitt zurückwirken.
Die mittlere Bandquerschnittstemperatur am Ende einer ersten im Wesentlichen horizontalen Transportbewegung des Metallbandes ist 600C bis 25O0C geringer als im Bandbildungsquerschnitt, das heißt der Bereich der Heißsprödigkeit ist an dieser Stelle im Wesentlichen schon unterschritten bzw. überwunden.
Es ist zweckmäßig, wenn das Stahlband nach dem Verlassen des gebogenen Transportkanals ohne weitere Biegebeanspruchung in einer horizontalen Transportbewegung einer Weiterbehandlung zugeführt wird. Hierbei kann diese im Wesentlichen horizontale Transportbewegung des Stahlbandes Abweichungen von +/- 15° zur Horizontalen umfassen.
Zur Erzeugung eines gewalzten Warmbandes mit einer über die Bandlänge und Bandbreite weitgehend gleichmäßigen Gefügestruktur, Bandmittendicke und Oberflächenqualität wird das gegossenen Stahlband vor dem Aufwickeln in der Bandhaspeleinrichtung einer zumindest einstufigen Banddickenreduktion in einem Inline-Walzprozess unterzogen.
Es bestehen mehrere Möglichkeiten den Gießprozess auf der erfindungsgemäßen Bandgießanlage zu starten:
Nach einer ersten möglichen Verfahrensweise wird vor dem Starten eines Gießvorganges ein Kaltband, vorzugsweise in zur Bandtransportrichtung des gegossenen Bandes entgegengesetzter Richtung, in die Bandgießanlage eingebracht, welches den Bandbildungsquerschnitt zwischen den Gießwalzen verschließt und welches sich in Bandtransportrichtung bis zu einem Bandtransportmittel auf einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Transporteinrichtung oder bis über die Schiingengrube erstreckt wo es, vorzugsweise mit einer Querteilschere, vom gegossenen Stahlband getrennt wird.
Nach einer zweiten möglichen Verfahrensweise erfolgt das Starten eines Gießvorganges ohne Anfahrstrang, wobei ein erstes Teilstück des gegossenen Stahlbandes in einer Vertikalbewegung aus dem Transportkanal ausgefördert und unter der Last des Eigengewichtes dieses ersten Teilstückes im Bandbildungsquerschnitt oder im Transportkanal kurz nach dem Bandbildungsquerschnitt vom nachfolgenden Stahlband abgetrennt wird und das nachfolgende gegossene Stahlband entlang der Mantelfläche einer der beiden Gießwalzen im genannten Transportkanal in eine im Wesentlichen horizontale Transportrichtung geleitet wird. Ein Startverfahren für eine Bandgießanlage ohne Anwendung eines Anfahrstrang, wie es in seinen Grundprinzipien auch hier zur Anwendung kommt, ist bereits in der WO 2004/028725 im Detail beschrieben. Die während des Startvorganges optional notwendige Verstellung der Gießdicke durch die Gießwalzen bzw. der Gießgeschwindigkeit kann der in der WO 2004/028725 vorgeschlagenen Fahrweise entsprechen.
Weiters wird eine Bandgießanlage zur Herstellung eines gegossenen Stahlbandes vorbestimmter Banddicke einer vorzugsweise heißrissempfindlichen oder heißspröden Stahlqualität vorgeschlagen. Diese Bandgießanlage besteht aus zwei drehangetriebenen Gießwalzen mit innengekühlten Mantelflächen und zwei an die Gießwalzenstirnseiten anpress- und anstellbaren Seitenplatten, die gemeinsam einen Schmelzenraum für die Aufnahme von Stahlschmelze und einen Bandbildungsquerschnitt für das zu gießende Stahlband ausbilden, einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Transporteinrichtung für das in einem Transportkanal entlang einer der Mantelflächen aus der vertikalen Gießrichtung in eine im Wesentlichen horizontale Transportrichtung umgelenkte Stahlband und einer nachgeordneten Bandhaspeleinrichtung. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Bandgießanlage dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Gießwalzen eine Bandführungseinrichtung zugeordnet ist, die mit der Mantelfläche dieser Gießwalze einen Transportkanal für das gegossene Stahlband bildet und die beiden zusammenwirkenden Gießwalzen mit voneinander unabhängig ansteuerbaren Innenkühleinrichtungen ausgestattet sind.
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Bandführungseinrichtung einer der beiden Gießwalzen zwischen dem Bandbildungsquerschnitt und der Transporteinrichtung zugeordnet und Stützelemente der Bandführungseinrichtung sind entsprechend und abhängig von der Banddicke in im Wesentlichen äquidistantem Abstand zur Mantelfläche der Gießwalze angeordnet und bilden mit der Mantelfläche einer Gießwalze einen Transportkanal für das gegossene Stahlband.
Die Bandführungseinrichtung mit den ihr zugeordneten Stützelementen bildet gemeinsam mit der Mantelfläche der Gießwalze einen Transportkanal für das gegossene, noch heiße Stahlband und ist so konzipiert, dass das Stahlband auf seinem Weg durch den Transportkanal nicht behindert wird, d.h. durch allfällige Kontakte mit Elementen der Bandführungseinrichtung nicht gebremst wird und auch keinen relevanten, einwirkenden Belastungen, wie Andrückkräften von Führungs- oder gar Treiberrollen oder Reibkräften von bremsenden Bauteilen, ausgesetzt ist. Das Stahlband kann andererseits einen leichten, anschmiegenden Kontakt mit der Oberfläche der Gießwalze einnehmen, sodass eine ausreichende Abkühlung des Stahlbandes durch Kontaktwärmeübergang erzielt wird. Die lichte Weite des Transportkanals ist somit geringfügig größer als die Dicke des gegossenen Stahlbandes. Aufgrund der unterschiedlichen thermischen Belastung der beiden zusammenwirkenden Gießwalzen sind diese mit getrennt geregelten Kühlmittelkreisläufen ausgestattet. Damit werden an beiden Gießwalzenmänteln weitgehend gleiche thermische Bedingungen für die Ausbildung von gleich dicken Strangschalen erreicht.
Zweckmäßig ist der Transportkanal für das gegossene Stahlband innerhalb einer Isolierkammer zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Atmosphäre angeordnet. Damit wird sowohl eine Reoxidation der Stahlbandoberfläche weitgehend vermieden als auch die thermischen Bedingungen im Transportkanal und damit auch die Temperaturverteilung im Metallband vergleichmäßigt.
Eine konstruktiv einfache Lösung ergibt sich, wenn der Transportkanal für das gegossene Stahlband zumindest in einem Teilbereich ein Wandelement der Isolierkammer bildet oder die Bandführungseinrichtung in einem Teilbereich eine Baueinheit mit Wandelementen der Isolierkammer bildet.
Der Transportkanal für das gegossene Stahlband umfasst im Wesentlichen einen Viertelkreisbogen entlang der Mantelfläche der Gießwalze. Damit kann das gegossene Stahlband unmittelbar auf eine horizontale Transporteinrichtung abgeleitet werden.
Die lichte Weite des Transportkanals ist gleich oder größer als die Dicke des gegossenen Stahlbandes. Bei weitgehender Angleichung der lichten Weite des Transportkanals an die Dicke des Metallbandes ist es notwendig, die Stützelementen durch nicht angetriebene Stützrollen auszubilden, die vorzugsweise nachgiebig in der Bandführungseinrichtung abgestützt sind, um keine Reaktionskräfte in das Metallband einzubringen.
Zur Sicherstellung eines problemlosen Gießstarts der Bandgießanlage weist die Bandführungseinrichtung vertikal unterhalb des von den Gießwalzen gebildeten Bandbildungsquerschnittes bzw. unterhalb der den Transportkanal bildenden Gießwalze eine mit einer Verschlusseinrichtung verschließbare Durchtrittsöffnung für ein Anfangsstück des gegossenen Stahlbandes auf. Diese Verschlusseinrichtung besteht vorzugsweise aus einer um eine horizontale Achse schwenkbare Klappe. Damit kann ein erstes Strangstück, welches als Ausschussstück vom nachfolgenden Band abgetrennt wird, vertikal nach unten aus der Bandgießanlage ausgefördert werden, ohne dass es durch den gesamten engen Transportkanal geführt werden muss. Damit werden auch Beschädigungen der Bandführungseinrichtung und insbesondere an der Gießwalzenoberfläche vermieden.
Zweckmäßig sind die thermisch hoch belasteten Bauteile der Bandführungseinrichtung mit Innenkühleinrichtungen ausgestattet.
Die an den Transportkanal im unteren Scheitelpunkt der Gießwalze anschließende, im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Transporteinrichtung weist eine Längserstreckung von mindestens 1m, vorzugsweise jedoch mindestens 2 m auf, sollte jedoch 6 m nicht überschreiten, damit bei der Herstellung dickerer Bänder bei geringerer Gieß- und Transportgeschwindigkeit eine zu starke Abkühlung des Stahlbandes vermieden wird. Die Transporteinrichtung kann bis zu +/- 15° zur Horizontalen geneigt angeordnet sein.
Zur Einstellung eines Bandzuges umfasst die Transporteinrichtung angetriebene Rollen oder Rollenpaare. Im Bereich der Transporteinrichtung ist das Metallband bereits so weit abgekühlt, dass das Metallband ohne Gefahr des Abreißens bzw. einer erhöhten Rissbildungsgefahr an der Bandoberfläche einem ausreichenden Anpressdruck ausgesetzt werden kann.
An die im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Transporteinrichtung schließt ein vorzugsweise als Schiingengrube ausgebildeter Bandspeicher an. Nach einer speziellen Ausführungsform sind der Einlaufbereich in den Bandspeicher und der Auslaufbereich aus dem Bandspeicher so gestaltet, dass im Bandspeicher eine asymmetrische Bandschlaufe entsteht. Dies wird verwirklicht, indem der Bandspeicher einen Einlaufbereich in den Bandspeicher und einen Auslaufbereich aus dem Bandspeicher umfasst und der Auslaufbereich aus dem Bandspeicher gegenüber dem Einlaufbereich in den Bandspeicher abgesenkt ist. Zwischen dem Einlaufbereich in den Bandspeicher und dem Auslaufbereich aus dem Bandspeicher ist eine ein- und ausschwenkbare Überbrückungsrutsche angeordnet, mit der erreicht wird, dass beim Angießen ohne Kaltband die Vorderkante des gegossenen Stahlbandes mittels Schwerkraftunterstützung auf der aufgeschwenkten Überbrückungsrutsche die Schiingengrube sicher überwindet.
Zur Erzeugung eines gewalzten Warmbandes mit einer über die Bandlänge gleichmäßigen Gefügestruktur und Oberflächenqualität ist der Bandhaspeleinrichtung mindestens ein Walzgerüst vorgelagert und dem mindestens einem Walzgerüst eine Bandlenkeinrichtung zugeordnet. Bei Bedarf ist dem ersten Walzgerüst zusätzlich eine Temperaturausgleichseinrichtung vorgeordnet.
Um Verzunderungen am Stahlband bis zum Eintritt in das Walzgerüst weitgehend zu unterdrücken, ist eine den Transportweg des Stahlbandes umschließende, durchgehende oder segmentierte Isolierkammer zwischen den Gießwalzen und dem ersten Walzgerüst angeordnet. Alternativ kann sich diese den Transportweg des Stahlbandes umschließende Isolierkammer auch früher enden und sich beispielsweise nur entlang des Transportweges zwischen den Gießwalzen und dem Austrittsbereich aus dem Bandspeicher erstrecken. Eine Segmentierung der Isolierkammer ist zweckmäßig, wenn zusätzliche Aggregate, wie Treiber, Kühlstrecken oder Profilmessgeräte im Erstreckungsbereich der Isolierkammer angeordnet sind.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:
Fig. 1 Längsschnitt durch eine Bandgießanlage der erfindungsgemäßen Art,
In Fig. 1 ist eine Bandgießanlage zur Herstellung eines dünnen, warmgewalzten Stahlbandes einer heißrissempfindlichen Stahlqualität in einem Anlagenlängsschnitt schematisch dargestellt.
Die Bandgießanlage umfasst eine Zweiwalzengießanlage 1 mit zwei angetriebenen und gegensinnig rotierenden Gießwalzen 2, 3, die gemeinsam mit zwei stirnseitig der Gießwalzen an diese anliegenden Seitenplatten 4, von denen eine mit strichlierten Linien dargestellt ist, einen Schmelzenraum 5 für die Aufnahme von Stahlschmelze und im engsten Querschnitt zwischen den Mantelflächen 6, 7 den Bandbildungsquerschnitt 8 formen. An den in die Stahlschmelze kontinuierlich eintauchenden Mantelflächen 6, 7 der innengekühlten Gießwalzen entwickeln sich während der Drehung der Gießwalzen Strangschalen 9, 10 mit stetig anwachsender Strangschalendicke.
Das aus dem Bandbildungsquerschnitt 8 durch die Drehbewegung der Gießwalzen ausgeförderte Stahlband 12 mit definierter Breite und Dicke wird in einem Transportkanal 13 über einen Viertelkreisbogen der Gießwalze 3 einer Transporteinrichtung 14 zugeführt, die unmittelbar an den Transportkanal 13 anschließt. Der Transportkanal 13 erstreckt sich entlang der Mantelfläche 7 der Gießwalze 3 im Wesentlichen vom Bandbildungsquerschnitt 8 bis zum unteren Scheitelpunkt 15 der Gießwalze 3. Der Transportkanal wird von der rotierenden Mantelfläche 7 der Gießwalze 3 und von Stützelementen 16 einer Bandführungseinrichtung 17 begrenzt. Die Stützelemente 16 sind hierbei von nicht angetriebenen, innengekühlten Stützrollen 18, von denen nur eine dargestellt ist, oder von beweglichen Kufen 19 gebildet. Die Kombination dieser Ausführungsformen ermöglicht in einfacher Weise die Berücksichtigung spezieller Betriebsbedingungen, beispielsweise das vertikale Ausbringen eines ersten Stahlbandstückes aus dem Transportkanal unmittelbar bei Gießbeginn in einen bereitgestellten Schrottwagen 20 unterhalb der den Transportkanal 13 mit bildenden Gießwalze 3. Eine als schwenkbare Klappe 19a ausgebildete Kufe 16 in Verbindung mit einer Durchtrittsöffnung 25 ermöglicht dieses vertikale Ausfördern eines Anfangsstückes des gegossenen Stahlbandes zum Beispiel in der Startphase des Gießprozesses oder bei anderen erforderlichen kurzen Produktionsunterbrechungen. Durch Anstellen der schwenkbaren Klappe 19a an die Manteloberfläche 7 der Gießwalze 3 kann andererseits ein „Abschälen" des Stahlbandes von der Manteloberfläche erfolgen, wenn das Stahlband an dieser hängen bleibt.
Die einzelnen Bauteile der mit Kühleinrichtungen ausgestatteten Bandführungseinrichtung 17 sind gemeinsam mit nicht näher dargestellte Wandelemente des Transportkanals 13 durch eine ebenfalls nicht näher dargestellte Rahmenkonstruktion zu einer funktionellen Baugruppe verbunden. Die Bandführungseinrichtung 17 und damit der Transportkanal 13 sind von einer Isolierkammer 21 umgeben bzw. in diese baulich integriert. Die Isolierkammer liegt mit nicht dargestellten Dichtelementen an den Gießwalzen an und bildet mit den Gießwalzen 2, 3 einen von der Umgebungsatmosphäre abgegrenzten Raum, in dem eine Schutzgasatmosphäre eingestellt und aufrechterhalten werden kann. Die Isolierkammer 21 ist an eine Schutzgas-Versorgungsleitung 22 angeschlossen. Als Schutzgase werden weitgehend sauerstofffreie Gase eingesetzt.
Eine auf die jeweilige Stahlqualität des zu gießenden Stahlbandes abgestimmte Temperaturführung im Stahlband erfolgt vorwiegend durch Wärmeabfuhr über den Rollenmantel der Gießwalze 3, die durch eine Innenkühleinrichtung 23 in der Gießwalze 3 gesteuert wird. Es ist daher zweckmäßig, wenn das Stahlband am Rollenmantel 7 der Gießwalze 3 anliegt, jedoch ohne an diesen angepresst oder durch Aufbringen eines hohen Bandzuges über den Viertelkreisbogen stark gespannt zu werden. Die Innenkühleinrichtungen der beiden Gießwalzen 2, 3 müssen unterschiedlichen Anforderungen entsprechen. Beide Gießwalzen haben die Aufgabe an ihrer Mantelfläche Strangschalen mit gleicher Wachstumsentwicklung auszubilden. Hierzu sind in den Kontaktbereichen der Stahlschmelze mit der Gießwalzen-Manteloberfläche möglichst identische Kühlbedingungen über die Gießperiode einzustellen. Zusätzlich muss an einer der Gießwalzen 3 entlang des Viertelkreisbogens zwischen dem Bandbildungsquerschnitt und dem unteren Scheitelpunkt der Gießwalze eine zusätzliche Wärmeabfuhr aus dem Stahlband durch die Mantelfläche der Gießwalze ermöglicht werden. Dem entsprechend ist die Kühlleistung der Gießwalze 3 auszulegen..
An den Transportkanal 13 schließt im Bereich des unteren Scheitelpunktes der Gießwalze 3 unmittelbar eine Transporteinrichtung 14 an, die horizontal verläuft und als Rollgang üblicher Bauart mit einer Rollenbahn ausgebildet ist. Im Übergangsbereich vom Transportkanal 13 zur Transporteinrichtung 14 wird das Stahlband gerade gerichtet und verlässt den leichten Kontakt mit der Gießwalze. Drei Rollen sind als angetriebene Rollen 26a, 26b, 26c ausgebildet und stellen den kontinuierlichen Transport des Stahlbandes mit Gießgeschwindigkeit sicher. Durch eine Drehzahlregelung der angetriebenen Rollen 26a bis 26c wird der Bandzug im unteren Scheitelpunkt 15 der Gießwalze 3 auf einen Wert eingestellt, der ein leichtes Anliegen des Metallbandes an die Mantelfläche 7 der Gießwalze 3 sicherstellt, jedoch kaum Rückwirkungen im Sinne von Bandzugspannungen im Stahlband im Bereich des Viertelkreisbogens zwischen dem Bandbildungsquerschnitt 8 und dem unteren Scheitelpunkt 15 bewirkt. Nach einer weiteren Ausführungsform, die mit strichlierten Linien veranschaulicht ist, kann eine angetriebene Rollen 26b mit einer anstellbaren Rolle 26b' ein Rollenpaar 27 bilden und einen schlupffreien, geregelten Bandtransport sicherstellen.
An die Transporteinrichtung 14 schließt in Bandlaufrichtung ein als Schiingengrube ausgebildeter Bandspeicher 30 an, mit dem eine Entkopplung des Gießprozesses von nachgeordneten Bandbehandlungsschritten, wie einer Dickenreduktion in einem Walzgerüst 31, erfolgt. Damit entfällt eine permanente Synchronisation von Gießgeschwindigkeit und Walzgeschwindigkeit und der für den Walzvorgang notwendige Bandzug kann ohne Rückwirkung auf den Gießprozess ausgangsseitig der Schiingengrube aufgebaut werden. Der Bandspeicher ist so dimensioniert, dass Differenzen zwischen Gießgeschwindigkeit und Walzgeschwindigkeit leicht ausgeregelt werden können. Der horizontale Schlingengruben-Auslaufbereich 32 ist gegenüber dem horizontalen Schiingengruben-Einlaufbereich 33 um den Abstand A abgesenkt, wodurch sich eine asymmetrische Schlinge ausbildet. Zwischen dem Schlingengruben-Einlaufbereich 33 und dem Schiingengruben-Auslaufbereich 32 ist eine die Schiingengrube 30 überbrückende Überbrückungsrutsche 37 angeordnet, die schwenkbar ausgebildet ist. Die Überbrückungsrutsche ist mit einem nicht dargestellten Schwenkantrieb gekoppelt und kann von einer die Schiingengrube überbrückenden Position B in eine die Schiingengrube öffnenden Position C und zurück verschwenkt werden. So wird zum Beispiel beim Start der Bandgießanlage ohne Verwendung eines Anfahrstranges wird die Vorderkante des produzierten Stahlbandes schwerkraftunterstützt über die in Bandtransportrichtung schräg nach unten gerichtete Überbrückungsrutsche transportiert.
Im Schlingengruben-Einlaufbereich 33 ist eine große angetriebene Rolle 26d angeordnet, der eine Oberrolle zugeordnet sein kann, um im Gegensatz zu einem alleinigen Aufbau von Bandzugspannungen im Stahlband als Folgewirkung einer Bandschleife in der Schiingengrube zusätzlich zum Einfluss durch die Bandschleife bzw. an dessen Stelle Bandzugspannungen oder Banddruckspannungen in das Stahlband eingeleitet werden können, die zumindest teilweise bis zur Gießwalze zurückreichen.
In einem eingerüstigen Walzgerüst 31 , dem eine Bandlenkeinrichtung 35 und eine Temperaturausgleichseinrichtung 36 vorgelagert sind, wird das gegossene Stahlband auf Warmband-Enddicke reduziert und im Stahlband ein Walzgefüge eingestellt. Anschließend wird das Stahlband in einer Bandhaspeleinrichtung 34 zu Bunden mit vorbestimmtem Zielgewicht gewickelt. Der Bandhaspeleinrichtung ist eine Querteilschere vorgelagert.
Zur Überwachung des die Zweiwalzengießanlage verlassenden gegossenen Stahlbandes ist im Anfangsbereich der horizontalen Transporteinrichtung 14 eine CCD-Kamera 38 positioniert.
Ausführungsbeispiel:
Zur Herstellung eines Stahlbandes mit einer Gießdicke von 2,0 mm und einer Bandbreite von 1500 mm wird eine Stahlschmelze der Güte C45 mit einer Schmelzentemperatur von etwa 1550°C aus einem Verteilergefäß, in dem eine weitgehende Abscheidung von schmelzenfremden Partikeln erfolgt, in den Schmelzenraum der Zweiwalzengießmaschine eingebracht. Die Mantelflächen der beiden Gießwalzen tauchen mit einer Oberflächentemperatur von ca. 60 - 1000C und mit einer Drehgeschwindigkeit, die einer Gießgeschwindigkeit von ungefähr 90 m/min entspricht, in die Stahlschmelze ein, wobei an den innengekühlten Mantelflächen Strangschalen gebildet werden, die mit den Mantelflächen bewegt werden und bei Erreichen des Bandbildungsquerschnittes in Summe auf etwa die Banddicke angewachsen sind und sich dort zu einem weitgehend durcherstarrten Band verbinden. Mit einer Temperatur , die in einem Bereich von 1400 - 143O0C knapp unterhalb der Solidustemperatur dieser Stahlgüte liegt, tritt das Stahlband in den Transportkanal ein und wird innerhalb des von einem Viertelkreisbogen gebildeten Transportkanals mit einer Kühlrate von ungefähr 45°K/s auf eine Temperatur von etwa 1365°C ± 20 K im unteren Scheitelpunkt der Gießwalze abgekühlt. Hierbei bildet sich eine Gefügestruktur aus, welche durch ferritische Körner gekennzeichnet ist.
Im Transportkanal durchläuft das Stahlband eine Schutzgasatmosphäre, wobei diese vorwiegend von Stickstoff gebildet wird, wobei auch geringe Mengen an 02, H2, Ar und weiteren natürlichen Edelgasen vorhanden sind.
Auf der Transportvorrichtung wird das Stahlband weiter durch Abstrahlung und Bandkontakt mit den Transportrollen abgekühlt und es wird ein Bandzug auf das Stahlband aufgebracht, mit dem ein Anliegen des Stahlbandes an die Mantelfläche der Gießwalze im Transportkanal sichergestellt ist, ohne dass ein wesentlicher Bandzug in diesem Bereich wirksam wird. Die Bandabkühlung im Bereich der Transportvorrichtung kann durch eine zusätzliche Gaskühlung unterstützt werden.
Nach Durchlaufen des Bandspeichers wird das Stahlband in einem Walzgerüst bei einer Bandeinlauftemperatur von 900 - 10500C um 15 - 50% dickenreduziert und anschließend bei 500 - 8500C in einer Bandhaspeleinrichtung zu Bunden gewickelt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines gegossenen Stahlbandes einer vorzugsweise heißrissempfindlichen oder heißspröden Stahlqualität mit einer Bandgießanlage,
- wobei Stahlschmelze in einen von zwei Gießwalzen (2, 3) und zwei Seitenplatten (4) gebildeten Schmelzenraum (5) geleitet wird,
- wobei im Schmelzenraum an gekühlten Mantelflächen (6, 7) der Gießwalzen Strangschalen (9, 10) gebildet werden, die im Bandbildungsquerschnitt (8) zwischen den Gießwalzen zu einem zumindest teilerstarrten Stahlband zusammengeführt werden,
- wobei das gegossene Stahlband entlang der Mantelfläche (7) einer der beiden Gießwalzen (3) von einer vertikalen Gießrichtung in eine im Wesentlichen horizontalen Transportrichtung geführt wird und
- das gegossen Stahlband im Wesentlichen horizontal auf einer Transporteinrichtung (14) einer Bandhaspeleinrichtung (34) zugeführt und dort zu einem Bund gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das gegossene Stahlband während seiner Transportbewegung entlang der Mantelfläche einer der beiden Gießwalzen ohne lokales Aufbringen von Anpresskräften oder von die Banddicke beeinflussenden Verformungskräften in einem Transportkanal (13) geführt wird und in diesem Transportkanal eine Bandabkühlung in einem Bereich von 15 K/s bis 200 K/s, vorzugsweise in einem Bereich von 15 K/s bis 100 K/s, stattfindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das gegossene Stahlband in berührendem Kontakt mit der Mantelfläche einer der beiden Gießwalzen von einer vertikalen Gießrichtung in eine im Wesentlichen horizontalen Transportrichtung geführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gegossenen Stahlband während seiner Transportbewegung entlang einer der Mantelflächen der Gießwalzen in einer Atmosphäre mit gegenüber Luft reduziertem Sauerstoffgehalt oder in einer weitgehend sauerstofffreien Schutzgasatmosphäre geführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre auf weniger als 8 % Sauerstoff, vorzugsweise weniger als 1 ,0 % Sauerstoff eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gegossene Stahlband nach Durchlaufen des Transportkanals (13) und dem translatorischen Wegbewegen von der Mantelfläche der Gießwalze auf einer Wegstrecke von mindestens 1 m, vorzugsweise mehr als 2 m, im Wesentlichen horizontal auf einer Transporteinrichtung (14) geführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gegossene Stahlband nach einer im Wesentlichen horizontalen Transportbewegung eine Bandschlaufe bildet und von dieser Bandschlaufe ausgehend ein rückwirkender Bandzug in das gegossene Stahlband eingebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bandzug im gegossenen Stahlband, vorzugsweise in einem Bereich des unteren Scheitelpunktes (15) der Gießwalze durch das Eigengewicht der Bandschlaufe gesteuert oder geregelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf das gegossenen Stahlband während einer im Wesentlichen horizontalen Transportbewegung auf einem Bandtransportmittel durch Aufbringen einer Klemmkraft bis zur Gießwalze zurückwirkende Bandzugspannungen oder Banddruckspannungen in das Stahlband eingebracht werden und diese Klemmkraft entlang einem Wegabschnitt am in Transportrichtung des Stahlbandes liegendem Ende des Transportmittels aufgebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bandzug im gegossenen Stahlband, vorzugsweise in einem Bereich des unteren Scheitelpunktes (15) der Gießwalze, durch das Aufbringen einer Klemmkraft auf das Stahlband eingestellt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandzug im Bereich des unteren Scheitelpunktes (15) der Gießwalze auf einen Wert eingestellt wird, bei dem das Stahlband an der Gießwalze im Wesentlichen schlupffrei über im Wesentlichen den gesamten Viertelkreisbogen anliegt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Bandquerschnittstemperatur am Ende einer ersten im Wesentlichen horizontalen Transportbewegung des Metallbandes 600C bis 2500C geringer ist als im Bandbildungsquerschnitt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen horizontale Transportbewegung des Stahlbandes Abweichungen von +/- 15° zur Horizontalen umfasst.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gegossenen Stahlband vor dem Aufwickeln in der Bandhaspeleinrichtung (34) einer zumindest einstufigen Banddickenreduktion unterzogen wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Starten eines Gießvorganges ein Kaltband in die Bandgießanlage eingebracht wird, welches den Bandbildungsquerschnitt zwischen den Gießwalzen verschließt und welches sich in Bandtransportrichtung bis zu einem Bandtransportmittel auf einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Transporteinrichtung oder bis über die Schiingengrube erstreckt wo es vom gegossenen Stahlband getrennt wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Starten eines Gießvorganges ohne Anfahrstrang erfolgt, wobei ein erstes Teilstück des gegossenen Stahlbandes in einer Vertikalbewegung aus dem Transportkanal ausgefördert und unter der Last des Eigengewichtes des ersten Teilstückes im Bandbildungsquerschnitt oder im Transportkanal kurz nach dem Bandbildungsquerschnitt vom nachfolgenden Stahlband abgetrennt wird und das nachfolgende gegossene Stahlband entlang der Mantelfläche einer der beiden Gießwalzen in einem Transportkanal in eine im Wesentlichen horizontale Transportrichtung geleitet wird.
16. Bandgießanlage zur Herstellung eines gegossenen Stahlbandes vorbestimmter Banddicke einer vorzugsweise heißrissempfindlichen oder heißspröden Stahlqualität, bestehend aus zwei drehangetriebenen Gießwalzen (2, 3) mit innengekühlten Mantelflächen (6, 7) und zwei an die Gießwalzenstirnseiten anpressbaren Seitenplatten (4), die gemeinsam einen Schmelzenraum (5) für die Aufnahme von Stahlschmelze und einen Bandbildungsquerschnitt (8) für das zu gießende Stahlband ausbilden, einer im Wesentlichen horizontal ausgerichteten Transporteinrichtung (14) für das entlang einer der Mantelflächen (7) aus der vertikalen Gießrichtung in eine im Wesentlichen horizontale Transportrichtung umgelenkte Stahlband (12) und einer nachgeordneten Bandhaspeleinrichtung (34), dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Gießwalzen (3) eine Bandführungseinrichtung (17) zugeordnet ist, die mit der Mantelfläche dieser Gießwalze einen Transportkanal (13) für das gegossene Stahlband bildet und die beiden zusammenwirkenden Gießwalzen mit voneinander unabhängig ansteuerbaren Innenkühleinrichtungen (23) ausgestattet sind.
17. Bandgießanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandführungseinrichtung (17) einer der beiden Gießwalzen (3) zwischen dem Bandbildungsquerschnitt (8) und der Transporteinrichtung (14) zugeordnet ist und Stützelemente (16) der Bandführungseinrichtung entsprechend der Banddicke in im Wesentlichen äquidistantem Abstand zur Mantelfläche (7) der Gießwalze (3) angeordnet sind und mit der Mantelfläche einer Gießwalze einen Transportkanal (13) für das gegossene Stahlband bilden.
18. Bandgießanlage nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportkanal (13) für das gegossene Stahlband innerhalb einer Isolierkammer (21) zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Atmosphäre angeordnet ist.
19. Bandgießanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportkanal (13) für das gegossene Stahlband zumindest in einem Teilbereich ein Wandelement der Isolierkammer (21 ) bildet.
20. Bandgießanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandführungseinrichtung (17) in einem Teilbereich eine Baueinheit mit Wandelementen der Isolierkammer (21 ) bildet.
21. Bandgießanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportkanal (13) für das gegossene Stahlband im Wesentlichen einen Viertelkreisbogen entlang der Mantelfläche (7) der Gießwalze (3) umfasst.
22. Bandgießanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Weite des Transportkanals gleich oder größer als die Dicke des gegossenen Bandes ist.
23. Bandgießanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (16) der Bandführungseinrichtung (17) von vorzugsweise nicht angetriebenen Stützrollen (18) gebildet sind.
24. Bandgießanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandführungseinrichtung (17) vertikal unterhalb des von den Gießwalzen gebildeten Bandbildungsquerschnittes (8) bzw. unter der den Transportkanal mitbildenden Gießwalze eine mit einer Verschlusseinrichtung, vorzugsweise einer um eine horizontale Achse schwenkbare Klappe, verschließbaren Durchtrittsöffnung (25) für ein Anfangsstück des gegossenen Stahlbandes aufweist.
25. Bandgießanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch belasteten Bauteile der Bandführungseinrichtung (17) mit Kühleinrichtungen ausgestattet sind.
26. Bandgießanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Transporteinrichtung (14) eine Längserstreckung von mindestens 1 m, vorzugsweise mindestens 2 m, beträgt.
27. Bandgießanlage nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (14) angetriebene Rollen (26a, 26b, 26c) oder Rollenpaare (27) umfasst.
28. Bandgießanlage nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (14) bis zu +/- 15° zur Horizontalen geneigt angeordnet ist.
29. Bandgießanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass an die im Wesentlichen horizontal ausgerichtete Transporteinrichtung (14) ein vorzugsweise als Schiingengrube ausgebildeter Bandspeicher (30) anschließt.
30. Bandgießanlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandspeicher einen Einlaufbereich (33) in den Bandspeicher und einen Auslaufbereich (32) aus dem Bandspeicher (30) umfasst und der Auslaufbereich aus dem Bandspeicher gegenüber dem Einlaufbereich in den Bandspeicher abgesenkt ist.
31. Bandgießanlage nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlaufbereich (33) in den Bandspeicher und dem Auslaufbereich (32) aus dem Bandspeicher eine ein- und ausschwenkbare Überbrückungsrutsche (37) angeordnet ist.
32. Bandgießanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass eine den Transportweg des Stahlbandes in der Bandgießanlage umschließende durchgehende oder segmentierte Isolierkammer zwischen den Gießwalzen und dem Austrittsbereich aus dem Bandspeicher angeordnet ist.
33. Bandgießanlage nach einem der Ansprüche 16 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandhaspeleinrichtung (34) mindestens ein Walzgerüst (31 ) vorgelagert ist und dem mindestens einem Walzgerüst eine Bandlenkeinrichtung (35) und gegebenenfalls eine Temperaturausgleichseinrichtung (36) zugeordnet sind.
34. Bandgießanlage nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Transportweg des Stahlbandes in der Bandgießanlage umschließende durchgehende Isolierkammer (21 ) zwischen den Gießwalzen (2, 3) und dem ersten Walzgerüst (31) angeordnet ist.
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