WO2006056423A1 - Vorrichtung und verfahren zum stranggiessen - Google Patents

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WO2006056423A1
WO2006056423A1 PCT/EP2005/012541 EP2005012541W WO2006056423A1 WO 2006056423 A1 WO2006056423 A1 WO 2006056423A1 EP 2005012541 W EP2005012541 W EP 2005012541W WO 2006056423 A1 WO2006056423 A1 WO 2006056423A1
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WO
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strand
casting
rollers
conveying direction
roller
Prior art date
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PCT/EP2005/012541
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Thomas Fest
Herbert Brotzki
Wilfried Milewski
Dirk Letzel
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Sms Demag Ag
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/02—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling heavy work, e.g. ingots, slabs, blooms, or billets, in which the cross-sectional form is unimportant ; Rolling combined with forging or pressing
    • B21B1/04—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling heavy work, e.g. ingots, slabs, blooms, or billets, in which the cross-sectional form is unimportant ; Rolling combined with forging or pressing in a continuous process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/463—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/02—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/22—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories for rolling metal immediately subsequent to continuous casting, i.e. in-line rolling of steel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B2015/0071—Levelling the rolled product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2201/00—Special rolling modes
    • B21B2201/14—Soft reduction

Definitions

  • the invention relates to an apparatus for continuous casting and deformation of a cast strand of metal, in particular a cast strand of steel in the Knüp ⁇ pel or Vorblockformat having a casting section, in particular a sheet continuous casting, and a nachgeschal ⁇ in the conveying direction of the casting strand processing line, in the cast strand is formed, directed and conveyed in the direction of conveyance. Furthermore, the invention relates to a method for continuous casting.
  • a device for continuous casting of this type is known for example from WO 02/34432 A1.
  • liquid steel is fed to a mold, from which the steel strand emerges downwards and is deflected in a Bogenstrangg discernabêt from the vertical to the horizontal and cooled.
  • several arcuate sections are provided.
  • the rolling segments upstream and downstream of the rolling segments in the conveying direction of the strand are driver scaffolds, which have the task of moving the steel strand in the conveying direction.
  • the driver scaffolds have driven driver tubes. Deviations of the axis of the steel strand from the ideal straight line can be corrected with straightening devices arranged on the machining line; the genante solution provides for this two points of orientation, at which the judging takes place.
  • EP 0 804 981 B1 likewise discloses a continuous casting plant with a sheet casting section, to which a plurality of reducing devices are arranged in tandem arrangement after the strand has been deflected into the horizontal.
  • the individual tandem arrangements each have two rollers, which can be set against each other on a nip.
  • the steel strand can be rolled according to a desired profile.
  • the solution described there does not specify how the straightening and conveying of the steel strand is to take place. On the contrary, this problem is ignored in favor of optimum rolling of the strand.
  • WO 03/039789 A2 likewise shows a casting machine for the production of steel strands, wherein the cast steel strand is subjected to a mechanical machining process after being transferred from the continuous strand casting section into the horizontal in a downstream machining section.
  • the strand is first aligned in a straightening section of the working section using profiled rollers.
  • the steel strand passes in the casting direction behind the straightening section in a rolling section, in which the strand is subjected to a soft reduction.
  • Straightening and rolling (reducing) of the steel strand are thus separated according to the method locally.
  • the solution mentioned does not go.
  • the separate arrangement of a device for forming on the one hand and for transport and for straightening on the other hand has the disadvantage that only before, between see or after a transport or straightening device, a deformation of the steel strand can be made.
  • the ideal area to be deformed However, in the steel strand up to the sump tip, both outside and inside the area of the transport or straightening device can be located, so that it must be technologically desired to allow the steel strand to be deformed equally there as well. This means that the production process of the steel strand is technologically limited by the separate arrangement of the forming, the transport and the straightening device in the processing section by consideration of the fixed arrangement of the deformation section.
  • the surface pressure exerted by the setting cylinders of the rolls, which is to be transferred over the roll diameter into the core area of the cast strand, has a quality-improving effect in the case of mechanical soft reduction Effect, if a plastic deformation of the already solidified shell and a compression of the liquid pulpy residual core region (sump tip) of the G confusequeritess is achieved. From experiments and calculations can be determined that the cast strand is deformed the more effective, the larger the local contact surface. For this purpose, large roller diameters, preferably more than 360 mm in diameter, with high contact forces are preferred for the mechanical deformation.
  • the invention is therefore based on the object, a device and a Ver drive of the type mentioned in such a way that the transformation of the G fauxstranges can be done at any - depending on the casting speed or steel grade - desired location of the processing line as possible to give the cast strand optimum quality.
  • a transformation of the strand from the start of the wedge-shaped or stepped shaping to the sump tip should be possible.
  • care should be taken to ensure a good orientation and promotion of the strand.
  • the combined forming of the cast strand, the straightening of the strand and its conveyance in the machining path take place in a machine unit which is suitable for carrying out all of the mentioned processing steps.
  • a machine unit which is suitable for carrying out all of the mentioned processing steps.
  • the processing section may extend over the length range of the cast strand in which the sump tip of the cast strand is expected, designed as a one-part or multipart stretch. In particular, this technologically important region of the strand can thus be technologically optimally processed.
  • the machine unit may have a base frame on which at least three roller pairs are arranged, which can be positioned relative to each other in the direction perpendicular to the conveying direction, wherein at least one of the rollers of at least one roller pair is connected to a rotary drive. This ensures that both the forming by rolling, the straightening and the conveyance of the casting strand in the vicinity are combined. can be led.
  • At least two segments are preferably arranged in the base frame of the machine unit, each of which has at least one, preferably two pairs of rollers. At least one roller pair of the segment can be connected to a rotary drive for the purpose of conveying the cast strand.
  • the position of the entire deformation and transport / straightening section can be adjusted with mechanical soft reduction of the respective casting situation and thus an approximately stepless adjustment of the sump tip position or casting speed to reach.
  • the rolls of the roll pairs have a diameter between 400 mm and 500 mm. Furthermore, it is particularly advantageously provided that the roller pitch of at least two pairs of rollers succeeding one another in the conveying direction is between 500 mm and 700 mm.
  • the cast strand can be optimally shaped and, on the other hand, it can be well supported.
  • At least one of the roller pairs of a segment has an upper roller which cooperates with a lower roller, wherein the upper roller is adjustable in the direction perpendicular to the conveying direction by means of a movement element relative to the base frame.
  • the movement axis of the movement element is preferably aligned in the direction perpendicular to the conveying direction, wherein it intersects the roller axis.
  • the upper roller can be connected to a rotary actuator. It is also possible for both rollers of at least one roller pair to be connected to a rotary drive.
  • a drive in particular an electromechanical drive
  • an electromechanical drive is provided both on the upper and on the lower roller, a possibly occurring expansion between the upper side and the lower side of the cast strand in the longitudinal direction during the deformation of the material can be avoided and a further improvement in strand quality can be achieved.
  • the at least two segments can be fixed in the base frame by means of a quick-release fastener.
  • the attachment of the segments on the base frame for example, by means of bolt-wedge connections.
  • Another way of fixing are screw-nut connections.
  • a fastening on the base frame with spring tensioning elements and / or hydraulic tensioning elements can be provided for a rapid change of the segments. The change of segments can be done quickly, which improves the efficiency of the system.
  • the extension of the machine unit is preferably selected such that the roller pairs cover at least the length range of the casting strand from the end of the casting section up to the point at which complete solidification of the casting strand is to be expected. It can thus be achieved that the strand is in particular optimally deformed and straightened in its still little rigid area.
  • a further development can provide that a number of machine units in the conveying direction of the cast strand are arranged parallel to one another in the processing section in order to cast and process a corresponding number of casting strands at the same time.
  • the method for continuous casting and subsequent deformation of the casting strand provides, alternatively perpendicularly with subsequent bending or a bend, that the casting strand is first cast, preferably in a sheet casting section, and then mechanically and / or mechanically applied in a processing section. or is thermally processed, wherein the casting strand in the processing section of a forming and a straightening process is subjected and wherein the cast strand is conveyed in the processing section in the conveying direction of the casting strand.
  • the at least partial deformation of the cast strand and at least part of the straightening process, together with the conveyance of the cast strand in the conveying direction are achieved. tion in a combined machine unit, which is arranged in the region of the machining path.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of a continuous casting with casting section and downstream processing line
  • FIG. 3 shows a perspective view of part of the machine unit arranged on the machining section
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment of the machine unit according to FIG. 3,
  • FIG. 6 the processing section of FIG. 5 in a perspective view.
  • FIG. 1 shows a continuous casting plant which has a casting section 2 in which a cast strand 1 is cast.
  • Liquid metal from a sheet-shaped mold 15 exits downwards (vertical V) and is cooled in a secondary cooling system 16.
  • the cooling 16 has a number of arcuate portions 17 which divert the material to a circular arc.
  • the cast strand 1 is bent from the vertical to the horizontal. Inside the casting strand 1, the material at the end of the casting section is still doughy-liquid; the end of this strand section represents the sump tip.
  • a processing section 3 is arranged, in which the casting strand 1 is reshaped and directed. It is also important that the cast strand is advanced in the conveying direction F so as not to adversely affect the production process.
  • a machine unit 4 is arranged, which may be formed in one or more parts.
  • a plurality of roller pairs are arranged, with which a combined Um ⁇ forms, straightening and conveying the cast strand 1.
  • the individual roller pairs are each accommodated in individual segments 9, 10, which are accommodated on or in a machine frame not shown in FIG. 1.
  • Fig. 2 An essential for the present invention principle is apparent from Fig. 2.
  • the rollers have a defined diameter D, which is preferably between 400 and 500 mm.
  • D the diameter of the individual roller pairs 6, 7, 8 is an important parameter.
  • this roller pitch t is between 500 and 700 mm, which is selected as a function of the roller diameter D.
  • the three pairs of rolls 6, 7, 8 can be set up in the direction of the vertical V relative to one another. It is shown in FIG. 2 that the middle roller pair 7 is raised relative to the lateral roller pairs 6 and 8 by a height offset h. By appropriate choice of this height offset (see double arrows in the vertical direction), the cast strand 1 can be directed so that it has a high degree of planarity after passing through the roller pairs 6, 7, 8.
  • the machine unit 4 has a base frame 5 on which a plurality of segments 9, 10, 18, 19 and 20 are releasably attached. In each segment, two pairs of rollers are arranged, the each have an upper roller 11 and a lower roller 12.
  • the vertical movement of individual rollers is performed by moving elements 13 in the form of hydraulic piston-cylinder units. It is preferably provided that the axis of the hydraulic cylinder is vertically aligned and intersects the axis of the rollers.
  • the upper rollers can be employed by means of the hydraulic cylinder and act on the casting strand 1 force and / or position-controlled.
  • the cylinder can be adjusted in such a way that the wedge-shaped deformation geometry of the casting strand is achieved from one segment to the other.
  • the known effect of improving the surface quality and the internal quality of the cast strand with respect to segregation and porosity is made possible (mechanical soft reduction).
  • each segment 9, 10, 18, 19, 20 has a rotary drive 14 in the form of an electric motor, including a downstream transmission, which rotates one of the upper rollers 11 of each segment.
  • the upper roller is thus driven by means of the electromechanical drive. The straightening takes place simultaneously with the setting of the cylinder for the deformation.
  • the cold strand is introduced into the mold or discharged at the start of casting.
  • each individual on the deformation, Rieht- and transport route arranged segment for the deformation and for the transport is provided with two or more upper / Unterrollencruen.
  • the upper rollers are adjusted by means of two - seen in the conveying direction F - front and rear arranged hydraulic cylinder adjustable and press the cast strand 1 continuously during the casting operation against the Unterrol ⁇ len.
  • the cylinders can each be adjusted in such a way that the wedge-shaped deformation geometry is achieved within a segment.
  • each cylinder is arranged centrally above its associated pair of rollers.
  • one or both upper rollers are driven by means of an electric motor drive. The straightening occurs simultaneously with the adjustment of the cylinders for the deformation. Due to the multi-roll design, we achieve a small distance between the rolls and thus an approximately stepless adjustment of the sump tip position or casting speed.
  • an electromotive drive is arranged on each upper and lower roller. This avoids any undesirable elongation of the strand between the upper and lower rolls, thus achieving a further improvement in the strand quality.
  • FIG. 5 An alternative embodiment of the machine unit 4, with here not ange ⁇ exaggerated roles, it is apparent from Fig. 5. There, it is provided that additionally in front of and behind the unit 4 a driven roller set 21 and 22 is arranged.
  • the roll set / roll unit 21 directs and conveys the casting strand, while the machine unit 4 acts only deformingly and the roll set / roll unit 22 is used for the removal.
  • the embodiments according to FIGS. 6 and 7 provide that several, namely six, casting strands 1 are produced parallel to one another.
  • the machine unit is provided in a sixfold design.
  • the electromechanical drive described and associated with each individual segment is optionally connected to the rollers via cardan shafts in the case of one or two-wire systems.
  • a mechanical forming of the casting strand 1 takes place, ie an upsetting of the casting cross section by rolling or by continuous pressing.
  • the mechanical soft reduction (MSR) with liquid core but also the hard reduction with solidified core is particularly preferred.
  • a thermal forming can take place, for. B. by local heat extraction by means of in ⁇ tensiver water cooling or heat control by means of storage and / or heat by reflection (soft thermal reduction) to improve the internal quality and the surface quality of the cast strand 1.
  • the proposed procedure can here both on a Bogenstrangg machinestrom and on a Horizontal continuous casting be performed.
  • the segments may have one or more pairs of rollers. It is essential that the mentioned process steps forming, straightening and conveying are combined in one machine unit.
  • the individual segments can be connected by the process control technology of the continuous casting plant in terms of control in relation to each other and to the casting process and can be controlled according to the set casting parameters (steel grade, temperature model, casting speed, etc.).
  • the length of the machine unit for covering the wedge-shaped deformation path is dependent on the casting parameters or on the position of the sump tip and can extend from the casting radius to the end of the metallurgical length of the continuous casting plant.
  • the illustrated segments are all equipped with a rotary drive 14. However, it can also be provided that not all segments have such a drive.
  • each segment electromechanical drive 14 may include a frequency converter that drives the electric motor. Furthermore, it is possible to provide pulse generators, fans, brakes and mechanical transmissions in a known manner.
  • a further embodiment can provide that a synchronization device for supporting the guidance accuracy of the upper roller position is arranged on each segment.
  • a storage of the upper frame for receiving the resulting during the transport of the cast strand under the deformation work longitudinal forces can be provided on the Oberrollenangna continue, z.
  • B. a sliding block guide Such can also compensate for the resulting in different employment of the upper rollers angular error of the engageable upper frame with upper rollers.
  • the individual segments are equipped with sufficient water cooling to secure the segment stiffness under temperature load, which also serves to cool the segment items.
  • the individual segments can furthermore be aligned and fastened with suitable fastening parts on the common base frame in such a way that the entire arrangement consisting of one or more segments satisfies the intended tasks of forming, straightening and transporting in sufficient strand guidance accuracy, even after segment change.
  • the common base frame can also be aligned and fastened to a foundation frame. For the storage of the segments together Base frame on the foundation frame loose and fixed bearing can vorgese ⁇ hen, which is particularly advantageous under thermal stress.
  • the supply of the machine unit with electrical energy can be done via a stationary or movable or accessible cable bridge.
  • the supply of media such as hydraulic energy, grease for lubrication, water for cooling, air, etc. can be done via pipes from below or from above or also from the side.
  • the change time of a segment can be kept low.
  • the machine unit above the electric motors and the movement elements can be equipped with a loading surface.
  • the adjustment of the otherwise identical segments for the installation space in the casting arc can be achieved by mechanically leveling the base frame and re-assembling the insert from the top to the bottom roll take place at the inlet side pair of rollers.
  • the dissipation of scale can be carried out under the machine unit by means of a sintered ring and suitable discharge plates.
  • Thermal softening and storage devices may be provided for thermal softening.
  • Protective devices for the machine unit against thermal overload of the cast strand can be installed in a known manner. Although otherwise customary cylindrical surface-finished surfaces of the upper and lower rollers are provided, different geometries (eg circular format) can be achieved by correspondingly profiled rollers. The surface of the upper and lower rollers can be used to achieve afford defenceli ⁇ cher degrees of deformation and / or distribution of deformation work on the G confusequerites the cast strand z. B. profiled by exaggeration or confiscation of the crown in different ways (eg., Concave or convex) were ⁇ .
  • the sliding or rolling elements of the segments are life-lubricated. They can also be provided with periodic manual lubrication or with central grease lubrication. This relates in particular to sliding and Schllust ⁇ plates, bushings with mating surfaces and bearings.
  • the segments can be connected to the supply media via quick-release couplings or clamping plates. This concerns in particular the grease supply and the hydraulic, electrical and water connections.
  • the installation and removal of the segments from the machine unit can be simplified by means of a removal traverse over suitable guide elements.
  • correction factors which are determined by FEM calculations and / or from measurements during a calibration over the course of the load from minimum to maximum load. These correction factors can be taken into account for compensation in the position control of the control setpoints.
  • the calibration (zeroing of the position control) can be done on each segment of the machine unit prior to the casting start by adjusting the cylinder to a 'caliber piece.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stranggießen und Verformen eines Gießstranges (1) aus Metall, insbesondere eines Gießstranges aus Stahl im Knüppel- oder Vorblockformat, die einen Gießabschnitt (2), insbesondere einen Bogenstranggießabschnitt, und eine in Förderrichtung (F) des Gießstranges nachgeschalteten Bearbeitungsstrecke (3) aufweist, in der der Gießstrang (1) umgeformt, gerichtet und in Förderichtung (F) gefördert wird. Um die Qualität des Gießstranges zu verbessern, ist die Vorrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet durch mindestens eine im Bereich der Bearbeitungsstrecke (3) angeordnete Maschineneinheit (4), die zur kombinierten Umformung, zum Richten und zur Förderung des Gießstranges (1) ausgelegt und geeignet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Stranggießen.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Stranggießen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stranggießen und Verformen eines Gießstranges aus Metall, insbesondere eines Gießstranges aus Stahl im Knüp¬ pel- oder Vorblockformat, die einen Gießabschnitt, insbesondere einen Bogen- stranggießabschnitt, und eine in Förderrichtung des Gießstranges nachgeschal¬ tete Bearbeitungsstrecke aufweist, in der der Gießstrang umgeformt, gerichtet und in Förderichtung gefördert wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Ver¬ fahren zum Stranggießen.
Eine Vorrichtung zum Stranggießen dieser Art ist beispielsweise aus der WO 02/34432 A1 bekannt. Dort wird flüssiger Stahl einer Kokille zugeführt, aus der der Stahlstrang nach unten austritt und in einem Bogenstranggießabschnitt aus der Vertikalen in die Horizontale umgelenkt und gekühlt wird. Hierfür sind meh¬ rere Bogenabschnitte vorgesehen. Nach der Umlenkung des Stahlstrangs in die Horizontale wird er auf einer Bearbeitungsstrecke mechanisch bearbeitet. Hier¬ zu sind mehrere Walzsegmente - hier ausgebildet als Soft-reduction-Segmente - in der Bearbeitungsstrecke vorgesehen, in denen der Stahlstrang gewalzt wird. Den Walzsegmenten in Förderichtung des Stranges vor- und nachge¬ schaltet sind Treibergerüste, die die Aufgabe haben, den Stahlstrang in Förder¬ richtung zu bewegen. Hierzu haben die Treibergerüste angetriebene Treiberrol¬ len. Abweichungen der Achse des Stahlstranges von der idealen Geraden kön- nen mit Richtvorrichtungen behoben werden, die auf der Bearbeitungsstrecke angeordnet sind; die genante Lösung sieht hierzu zwei Richtpunkte vor, an de¬ nen das Richten stattfindet.
Die EP 0 804 981 B1 offenbart gleichermaßen eine Stranggießanlage mit einem Bogenstranggießabschnitt, an den sich nach Umlenkung des Strangs in die Ho¬ rizontale eine Vielzahl von Reduziereinrichtungen in Tandemanordnung an-
BESTÄTIGUNGSKOmE schließen. Die einzelnen Tandemanordnungen haben je zwei Walzen, die ge¬ geneinander auf einen Walzspalt angestellt werden können. Damit kann der Stahlstrang gemäß einem gewünschten Profil ausgewalzt werden. Insbesonde¬ re ist es möglich, den Bereich der Sumpfspitze des Metallstranges gemäß den technologischen Erfordernissen optimal zu walzen. Allerdings gibt die dort be- schriebene Lösung nicht an, wie das Richten und Fördern des Stahlstranges erfolgen soll. Im Gegenteil wird dieses Problem zugunsten einer optimalen Wal¬ zung des Strangs ignoriert.
Die WO 03/039789 A2 zeigt ebenfalls eine Gießmaschine zur Produktion von Stahlsträngen, wobei der gegossene Stahlstrang nach Überführung vom Bo- genstranggießabschnitt in die Horizontale in einer nachgeordneten Bearbei¬ tungsstrecke einem mechanischen Bearbeitung sprozess unterzogen wird. Da¬ bei wird der Strang zunächst in einem Richtabschnitt der Bearbeitungsstrecke unter Verwendung profilierter Rollen ausgerichtet. Anschließend gelangt der Stahlstrang in Gießrichtung hinter dem Richtabschnitt in einen Walzabschnitt, in dem der Strang einer Soft-Reduktion unterzogen wird. Richten und Walzen (Reduzieren) des Stahlstranges sind also verfahrensgemäß örtlich getrennt. Auf die Frage des Fördems des Metallstranges durch die Bearbeitungsstrecke geht die genannte Lösung nicht ein.
Bekannt ist es also, beim Stranggießen einen Walzprozess vorzusehen, der dem Bogenstranggießabschnitt in Förderrichtung nachgeordnet ist, bei dem die Qualität des Stranginneren und der Strangoberfläche durch eine mechanische und/oder thermische Verformung verbessert wird. Weiterhin ist ein von der Ver- formungseinrichtung unabhängige Transportvorrichtung bzw. Richtvorrichtung bekannt.
Die getrennte Anordnung einer Vorrichtung zum Umformen einerseits und zum Transport sowie zum Richten andererseits hat den Nachteil, dass nur vor, zwi- sehen oder nach einer Transport- bzw. Richtvorrichtung eine Verformung des Stahlstranges vorgenommen werden kann. Der ideale zu verformende Bereich im Stahlstrang bis hin zur Sumpfspitze kann sich aber sowohl außerhalb als auch innerhalb des Bereichs der Transport- bzw. Richtvorrichtung befinden, so dass es technologisch angestrebt werden muss, dort gleichermaßen eine Ver¬ formung des Stahlstranges stattfinden zu lassen. Das bedeutet, dass durch die getrennte Anordnung der Umform-, der Transport- und der Richtvorrichtung in der Bearbeitungsstrecke der Produktionsprozess des Stahlstrangs durch Rück¬ sichtnahme auf die festgelegte Anordnung der Verformungsstrecke technolo¬ gisch eingeschränkt ist.
Grundsätzlich kann zwar auch in einer Richtmaschine ein gewisser Walzeffekt erzeugt werden, allerdings unterliegt dies prozessbedingt erheblichen Ein¬ schränkungen: Für den Richtvorgang und zur Aufbringung eines hinreichenden Richtmoments auf den Strang ist ein genügend großer Abstand zwischen den Richtwalzen vorzusehen. Das läuft der Forderung zuwider, den Stahlstrang möglichst entlang der gesamten Erstreckung in Förderrichtung zu verformen, um die technologisch besonders relevanten Umformbereiche (Sumpfspitze) zu erreichen. Dies jedoch fordert einen möglichst geringen Abstand zweier in För¬ derrichtung aufeinander folgender Rollenpaare. Das bedeutet, dass eine Opti¬ mierung der Rollenabstände zwecks Verformungsmöglichkeit an jedem Ort der Längserstreckung des Stahlstrangs ein Richten des Strangs mit den bekannten Mitteln behindert. Entsprechendes gilt für die vorbekannten und oben erwähn¬ ten Treibergerüste für die Förderung des Stahlstranges.
Zum Erzielen einer möglichst hohen Qualität des Stahlstranges muss vielmehr angestrebt werden, dass die Umformrollen möglichst gleichmäßig insbesondere über die keilförmige Verformungsstrecke und allgemein über die gesamte Bear¬ beitungsstrecke, verteilt sind, wobei weiterhin der Abstand der einzelnen Rol¬ lenpaare möglichst gering ist.
Der von den Anstellzylindern der Walzen ausgehende über den Rollendurch- messer bis in den Kembereich des Gießstranges zu übertragende Flächenan- pressdruck hat bei der mechanischen Softreduktion eine qualitätsverbessernde Wirkung, wenn eine plastische Verformung der bereits erstarrten Schale und eine Zusammenpressung des flüssig-breiigen Restkernbereichs (Sumpfspitze) des Gießquerschnitts erzielt wird. Aus Versuchen und Berechnungen lässt sich ermitteln, dass der Gießstrang umso wirkungsvoller verformt wird, je größer die örtliche Anpressfläche ist. Dafür werden für die mechanische Verformung große Rollendurchmesser mit vorzugsweise mehr als 360 mm Durchmesser mit ho¬ hen Anpresskräften bevorzugt.
Allerdings wird mit großen Rollendurchmessern auch der Abstand zwischen den einzelnen Rollenpaaren in Förderrichtung des Stranges größer, so dass dann die möglichst gleichmäßige keilförmige Verformung über eine größere Strecke (bis zu 2 m) nicht erreicht werden kann. Hier wäre bei kleiner Anpress¬ kraft und kleinem Rollendurchmesser und geringem Rollenabstand eine gleichmäßigere Kraftverteilung über den Verformungsbereich möglich.
Zudem muss sichergestellt werden, dass eine hinreichende Transport-Zugkraft in Längsrichtung des Gießstranges erzeugt wird. Diese ist wegen des bei der Umformung vorhandenen Rollwiderstandes erheblich größer als beim üblichen Transportieren und Richten des Stranges; um Rutschen sicher zu vermeiden, wird ein Reibfaktor von ca. 0,3 angestrebt, was entsprechende Reibkräfte be- dingt. Auch hier ergeben sich konträre Forderungen hinsichtlich der Auslegung der Rollen. Zum einen ist eine Verformung über eine möglichst große Fläche und Tiefe anzustreben (ca. 5 mm, maximal 10 mm Verformung je Meter Ver¬ formungsstrecke). Zum anderen wird eine gleichmäßige Verteilung über die Streckenlänge angestrebt.
Insofern muss fallweise bei der Auswahl des Rollendurchmessers und der Rol¬ lenabstände sowie bei der Festlegung der Verformungsstrecke jeweils ein Kompromiss gefunden werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Ver¬ fahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Umformung des Gießstranges möglichst an jeder - von der Gießgeschwindigkeit bzw. Stahlgüte abhängigen - gewünschten Stelle der Bearbeitungsstrecke erfolgen kann, um dem Gießstrang optimale Qualität zu verleihen. Insbesondere soll eine Umfor¬ mung des Stranges vom Beginn der keilförmig oder stufenförmig verlaufenden Umformung bis zur Sumpfspitze möglich sein. Gleichzeitig soll jedoch für eine gute Ausrichtung und Förderung des Stranges gesorgt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung gelöst durch min¬ destens eine im Bereich der Bearbeitungsstrecke angeordnete Maschinenein¬ heit, die zur kombinierten Umformung, zum Richten und zur Förderung des Gießstranges ausgelegt und geeignet ist.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass die kombinierte Umformung des Gießstranges, das Richten des Stranges und dessen Förderung in der Bearbei¬ tungsstrecke in einer Maschineneinheit erfolgt, die für die Durchführung all der genannten Bearbeitungsschritte geeignet ist. Wie noch im Einzelnen gesehen werden wird, kann damit eine verbesserte Bearbeitung des gegossenen Gie߬ stranges erfolgen, wodurch sich die Qualität des Stranges erhöht. Außerdem sind separate Richtmaschinen und Treibergerüste zur Förderung des Gie߬ stranges nicht mehr erforderlich.
Die Bearbeitungsstrecke kann sich - als ein- oder mehrteilige Strecke ausgebil¬ det - über den Längenbereich des Gießstranges erstrecken, in der die Sumpf¬ spitze des Gießstranges erwartet wird. Damit kann besonders dieser technolo¬ gisch wichtige Bereich des Stranges technologisch optimal bearbeitet werden.
Die Maschineneinheit kann einen Grundrahmen aufweisen, auf dem mindes¬ tens drei Rollenpaare angeordnet sind, die relativ zueinander in Richtung senk¬ recht zur Förderrichtung positioniert werden können, wobei mindestens eine der Rollen mindestens eines Rollenpaars mit einem Drehantrieb verbunden ist. Damit ist sichergestellt, dass sowohl die Umformung durch Walzen, das Richten als auch das Fördern des Gießstranges in räumlicher Nähe kombiniert durchge- führt werden können. Bevorzugt sind in dem Grundrahmen der Maschinenein¬ heit mindestens zwei Segmente angeordnet, die jeweils mindestens ein, vor¬ zugsweise zwei, Rollenpaare aufweisen. Mindestens ein Rollenpaar des Seg¬ ments kann dabei zwecks Förderantrieb des Gießstranges mit einem Drehan¬ trieb verbunden sein.
Wenn ein oder mehrere Segmente vorteilhaft auf einem gemeinsamen, ver¬ schiebbaren Rahmen angeordnet sind, lässt sich die Position der gesamten Verformungs- und Transport-/Richtstrecke mit mechanischer Softreduktion der jeweiligen Gießsituation anpassen und damit eine annähernd stufenlose Ein- Stellung der Sumpfspitzenposition bzw. Gießgeschwindigkeit erreichen.
Technologische Vorteile lassen sich erzielen, wenn die Rollen der Rollenpaare einen Durchmesser zwischen 400 mm und 500 mm aufweisen. Ferner ist be¬ sonders vorteilhaft vorgesehen, dass die Rollenteilung mindestens zweier in Förderrichtung aufeinander folgenden Rollenpaare zwischen 500 mm und 700 mm beträgt. Damit kann einerseits der Gießstrang optimal umgeformt und er andererseits gut unterstützt werden.
Mit Vorteil weist von den Rollenpaaren eines Segments mindestens eines eine Oberrolle auf, die mit einer Unterrolle zusammenwirkt, wobei die Oberrolle in Richtung senkrecht zur Förderrichtung mittels eines Bewegungselements relativ zum Grundrahmen verstellbar ist. Dabei ist die Bewegungsachse des Bewe¬ gungselements bevorzugt in Richtung senkrecht zur Förderrichtung ausgerich¬ tet, wobei sie die Rollenachse schneidet. Die Oberrolle kann mit einem Drehan- trieb in Verbindung stehen. Es können auch beide Rollen mindestens eines Rol¬ lenpaars mit einem Drehantrieb in Verbindung stehen. Wenn sowohl an der Ober- als auch an der Unterrolle ein Antrieb, insbesondere ein elektro- mechanischer Antrieb, vorgesehen wird, kann eine eventuell auftretende Deh¬ nung zwischen der Ober- und der Unterseite des Gießstranges in Längsrich- tung während der Verformung des Materials vermieden und eine weitere Ver¬ besserung der Strangqualität erreicht werden. Die mindestens zwei Segmente können im Grundrahmen mittels eines Schnell¬ verschlusses festgelegt werden. Dabei kann die Befestigung der Segmente am Grundrahmen beispielsweise mittels Bolzen-Keilverbindungen erfolgen. Eine andere Möglichkeit der Befestigung sind Schrauben-Mutter-Verbindungen. Be- sonders bevorzugt können für einen schnellen Wechsel der Segmente eine Be¬ festigung am Grundrahmen mit Federspannelementen und/oder hydraulischen Spannelementen vorgesehen werden. Der Wechsel von Segmenten kann damit schnell erfolgen, was die Wirtschaftlichkeit der Anlage verbessert.
Die Erstreckung der Maschineneinheit ist bevorzugt so gewählt, dass die Rol¬ lenpaare zumindest den Längenbereich des Gießstranges vom Ende des Gie߬ abschnitts bis zu dem Punkt abdeckt, an dem die vollständige Erstarrung des Gießstrangs zu erwarten ist. Damit kann erreicht werden, dass der Strang ins¬ besondere in seinem noch wenig eigensteifen Bereich optimal umgeformt und gerichtet wird.
Eine Fortbildung kann vorsehen, dass eine Anzahl Maschineneinheiten in För¬ derrichtung des Gießstranges in der Bearbeitungsstrecke parallel nebeneinan¬ der angeordnet sind, um eine entsprechende Anzahl Gießstränge gleichzeitig zu gießen und zu bearbeiten.
Das Verfahren zum Stranggießen und anschließendem Verformen des Gie߬ stranges sieht vor, alternativ senkrecht mit anschließendem Abbiegen bzw. ei¬ nem Bogen, dass zunächst der Gießstrang, vorzugsweise in einem Bogen- stranggießabschnitt, gegossen und er anschließend in einer Bearbeitungsstre¬ cke mechanisch und/oder thermisch bearbeitet wird, wobei der Gießstrang in der Bearbeitungsstrecke einer Umformung und einem Richtprozess unterzogen wird und wobei der Gießstrang in der Bearbeitungsstrecke in Förderrichtung des Gießstranges gefördert wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die zumindest teilweise Umformung des Gießstranges und zumindest ein Teil des Richtprozesses zusammen mit der Förderung des Gießstranges in Förderrich- tung in einer kombinierten Maschineneinheit erfolgen, die im Bereich der Bear¬ beitungsstrecke angeordnet ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch den Aufbau einer Stranggießanlage mit Gießabschnitt und nachgeschalteter Bearbeitungsstrecke,
Fig. 2 schematisch die Rollen eines Teils einer in der Bearbeitungsstrecke angeordneten Maschineneinheit,
Fig. 3 in perspektivischer Ansicht einen Teil der auf der Bearbeitungs¬ strecke angeordneten Maschineneinheit,
Fig. 4 eine alternative Ausgestaltung der Maschineneinheit gemäß Fig. 3,
Fig. 5 die Bearbeitungsstrecke einer Gießanlage in einem Schnitt senkrecht zur Förderrichtung, und
Fig. 6 die Bearbeitungsstrecke gemäß Fig. 5 in perspektivischer Ansicht.
In Fig. 1 ist eine Stranggießanlage zu sehen, die einen Gießabschnitt 2 auf¬ weist, in dem ein Gießstrang 1 gegossen wird. Flüssiges Metall aus einer Bo- genkokille 15 tritt nach unten aus (Vertikale V) und wird in einer Sekundärküh- lung 16 abgekühlt. Die Kühlung 16 weist eine Anzahl Bogenabschnitte 17 auf, die das Material auf einen Kreisbogen ablenken. In der folgenden Bearbei¬ tungsstrecke 3 wird der Gießstrang 1 aus der Vertikalen in die Horizontale um¬ gebogen. Im Inneren des Gießstrangs 1 ist das Material am Ende des Gießab¬ schnitts noch teigig-flüssig; das Ende dieses Strangsabschnitts stellt die Sumpf- spitze dar. Im Anschluss an den Gießabschnitt 2 ist eine Bearbeitungsstrecke 3 angeord¬ net, in der der Gießstrang 1 umgeformt und gerichtet wird. Wichtig ist ferner, dass der Gießstrang in Förderrichtung F vorangetrieben wird, um den Herstell- prozess nicht negativ zu beeinflussen.
Im Bereich der Bearbeitungsstrecke 3 ist eine Maschineneinheit 4 angeordnet, die ein- oder mehrteilig ausgebildet sein kann. In der Maschineneinheit sind eine Vielzahl von Rollenpaaren angeordnet, mit denen ein kombiniertes Um¬ formen, Richten und Fördern des Gießstranges 1 erfolgt. Die einzelnen Rollen¬ paare sind jeweils in einzelnen Segmenten 9, 10 untergebracht, die auf bzw. in einem in Fig. 1 nicht dargestellten Maschinenrahmen untergebracht sind.
Ein für die vorliegende Erfindung wesentliches Prinzip geht aus Fig. 2 hervor. Dort sind schematisch drei Rollenpaare 6, 7, 8 zu sehen, die jeweils aus einer Oberrolle 11 und einer Unterrolle 12 bestehen. Die Rollen haben einen definier- ten Durchmesser D, der bevorzugt zwischen 400 und 500 mm liegt. Neben dem Rollendurchmesser D ist die Beabstandung der einzelnen Rollenpaare 6, 7, 8 ein wichtiger Parameter. Vorliegend beträgt diese Rollenteilung t zwischen 500 und 700 mm, was in Abhängigkeit des Rollendurchmessers D gewählt wird.
Damit durch die Rollenpaare 6, 7, 8 ein Richteffekt auf den Gießstrang 1 aus¬ geübt werden kann, sind die drei Rollenpaare 6, 7, 8 relativ zueinander in Rich¬ tung der Vertikalen V einrichtbar. Dargestellt ist in Fig. 2, dass das mittlere Rol¬ lenpaar 7 relativ zu den seitlichen Rollenpaaren 6 und 8 um einen Höhenver¬ satz h angehoben ist. Durch entsprechende Wahl dieses Höhenversatzes (s. Doppelpfeile in vertikale Richtung) kann der Gießstrang 1 so gerichtet werden, dass er nach dem Passieren der Rollenpaare 6, 7, 8 einen hohen Planheitsgrad aufweist.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie die Maschineneinheit 4 aufgebaut ist. Sie hat ei- nen Grundrahmen 5, auf dem mehrere Segmente 9, 10, 18, 19 und 20 lösbar befestigt sind. In jedem Segment sind jeweils zwei Rollenpaare angeordnet, die je eine Oberrolle 11 und eine Unterrolle 12 aufweisen. Die vertikale Bewegung einzelner Rollen erfolgt durch Bewegungselemente 13 in Form hydraulischer Kolben-Zylinder-Einheiten. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Achse des Hydraulikzylinders vertikal ausgerichtet ist und die Achse der Rollen schneidet. Die Oberrollen können dabei mittels des Hydraulikzylinders angestellt sein und den Gießstrang 1 kraft- und/oder positionsgeregelt beaufschlagen. Der Zylinder ist derart anstellbar, dass die keilförmige Verformungsgeometrie des Gie߬ stranges von einem zum anderen Segment erreicht wird. Dadurch wird der be¬ kannte Effekt der Verbesserung der Oberflächenqualität und der Innenqualität des Gießstranges bezüglich Seigerung und Porosität ermöglicht (mechanische Softreduktion).
Damit ist es möglich, den Gießstrang 1 sowohl in einem gewünschten Walz¬ spalt zwischen den Rollen 11 , 12 zu walzen, d. h. umzuformen, als auch durch entsprechende Wahl der relativen Höhe benachbarter Rollenpaare den Strang 1 zu richten. Wesentlich ist weiterhin, dass auch der Antrieb des Gießstranges 1 in Förderrichtung F in die Maschineneinheit 4 inkorporiert ist. Hierzu weist jedes Segment 9, 10, 18, 19, 20 einen Drehantrieb 14 in Form eines Elektromo¬ tors samt nachgeschaltetem Getriebe auf, der jeweils eine der Oberrollen 11 eines jeden Segments dreht. Damit wird es entbehrlich, der Maschineneinheit 4 Treibergerüste nachzuschalten, wie es im Stand der Technik typisch ist. Für die Transportaufgabe wird die Oberrolle also mittels dem elektromechanischen An¬ trieb angetrieben. Das Richten erfolgt gleichzeitig mit dem Anstellen der Zylin¬ der für die Verformung. Außerdem wird mit Hilfe der Segmente bei der Vorbe¬ reitung der Stranggießanlagen zum Gießbeginn der Kaltstrang in die Kokille eingefahren bzw. bei Gießstart ausgefördert.
Es kann also vorgesehen werden, dass jedes einzelne auf der Verformungs-, Rieht- und Transportstrecke angeordnete Segment für die Verformung und für den Transport mit je zwei oder mehreren Ober-/Unterrollenpaaren versehen ist. Die Oberrollen werden mittels zweier - in Förderrichtung F gesehen - vorne und hinten angeordneter Hydraulikzylinder verstellbar angestellt und pressen den Gießstrang 1 kontinuierlich während des Gießbetriebes gegen die Unterrol¬ len. Die Zylinder sind jeder für sich derart anstellbar, dass die keilförmige Ver¬ formungsgeometrie innerhalb eines Segments erreicht wird. Um die Kraft jedes Zylinders unmittelbar in das ihm zugehörige Rollenpaar einleiten zu können, ist jeder Zylinder zentrisch über dem ihm zugeordneten Rollenpaar angeordnet. Zum Transport wird eine oder werden beide Oberrollen mittels elektromotori¬ schem Antrieb angetrieben. Das Richten erfolgt gleichzeitig mit dem Anstellen der Zylinder für die Verformung. Durch die mehrrollige Ausführung wir ein ge¬ ringer Abstand zwischen den Rollen und damit eine annähernd stufenlose Ein¬ stellung der Sumpfspitzenposition bzw. Gießgeschwindigkeit erzielt.
Gemäß einer weiteren Fortbildung kann vorgesehen werden, dass an je einer Ober- und Unterrolle ein elektromotorischer Antrieb angeordnet wird. Dadurch wird eine eventuelle unerwünschte Dehnung des Stranges zwischen Ober- und Unterrolle vermieden und so eine weitere Verbesserung der Strangqualität er- reicht.
Eine alternative Ausgestaltung der Maschineneinheit 4, mit hierbei nicht ange¬ triebenen Rollen, geht aus Fig. 5 hervor. Dort ist vorgesehen, dass zusätzlich vor und hinter der Einheit 4 je ein angetriebener Walzensatz 21 und 22 ange- ordnet ist. Der Walzensatz / die Walzeneinheit 21 richtet und fördert den Gie߬ strang aus, während die Maschineneinheit 4 nur verformend einwirkt und der Walzensatz / die Walzeneinheit 22 zur Ausförderung dient.
Um in besonders effizienter Weise Gießstränge 1 herzustellen, sehen die Aus- führungsformen gemäß Fig. 6 und Fig. 7 vor, dass mehrere, nämlich sechs, Gießstränge 1 parallel nebeneinander produziert werden. Hierfür ist die Ma¬ schineneinheit in sechsfacher Ausführung vorgesehen. Je nach Anzahl der Gießstränge ist bei ein- oder zweiadrigen Anlagen der beschriebene und jedem einzelnen Segment zugeordnete elektromechanische Antrieb gegebenenfalls über Gelenkwellen mit den Rollen verbunden. Durch die Rollen erfolgt ein mechanisches Umformen des Gießstranges 1 , d. h. ein Stauchen des Gießquerschnitts durch Walzen oder durch kontinuierliches Pressen. Dabei kommt besonders bevorzugt die mechanische Softreduktion (MSR) mit flüssigem Kern aber auch die Hartreduktion mit durcherstarrtem Kern zu Anwendung. Weiterhin kann im Bereich der Maschineneinheit 4 auch ein thermisches Umformen erfolgen, z. B. durch örtlichen Wärmeentzug mittels in¬ tensiver Wasserkühlung oder Wärmesteuerung mittels Speicherung und/oder Wärmezufuhr durch Reflexion (thermische Softreduktion) zur Verbesserung der Innenqualität und der Oberflächenqualität des Gießstranges 1. Die vorgeschla¬ gene Vorgehensweise kann dabei sowohl auf einer Bogenstranggießanlage als auch auf einer Horizontalstranggießanlage durchgeführt werden.
Die Segmente können ein oder mehrere Rollenpaare aufweisen. Wesentlich ist, dass die genannten Verfahrensteilschritte Umformen, Richten und Fördern in einer Maschineneinheit kombiniert sind.
Die einzelnen Segmente können durch die Prozessleittechnik der Stranggie߬ anlage steuerungsmäßig in Abhängigkeit zueinander und zum Gießprozess verbunden sein und entsprechend der eingestellten Gießparameter (Stahlgüte, Temperaturmodell, Gießgeschwindigkeit, etc.) angesteuert werden. Die Länge der Maschineneinheit zur Abdeckung der keilförmigen Verformungsstrecke ist von den Gießparametern bzw. von der Lage der Sumpfspitze abhängig und kann sich vom Gießradius bis zum Ende der metallurgischen Länge der Stranggießanlage erstrecken.
Die dargestellten Segmente sind alle mit einem Drehantrieb 14 ausgestattet. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass nicht alle Segmente einen solchen Antrieb aufweisen.
Dabei hat es sich bewährt, dass ein Rollendurchmesser von ca. 450 mm und eine Rollenteilung von ca. 500 mm für Segmente ohne Antrieb und von ca. 700 mm Rollenteilung bei Segmenten mit Antrieb 14 bei einer Streckenlänge für die Verformung von bis zu 2 m vorgesehen wird.
Aufgrund der großen Länge der Maschineneinheit 4 und wegen des optimierten Rollenabstands der Vielzahl an Segmenten muss auch für eine günstige Zufüh- ' rung der Versorgungsenergie und der Steuerungssignale gesorgt werden.
Der an jedem Segment angeordnete elektromechanische Antrieb 14 kann einen Frequenzumrichter aufweisen, der den Elektromotor ansteuert. Weiterhin kön¬ nen in bekannter Weise Impulsgeber, Lüfter, Bremse und mechanisches Ge- triebe vorgesehen werden.
Eine weitere Ausgestaltung kann vorsehen, dass an jedem Segment eine Gleichlaufeinrichtung zur Unterstützung der Führungsgenauigkeit der Oberrol¬ lenanstellung angeordnet ist. An jedem Segment kann weiterhin eine Lagerung des Oberrahmens zur Aufnahme der beim Transport des Gießstranges unter der Verformungsarbeit entstehenden Längskräfte an der Oberrollenanstellung vorgesehen sein, z. B. eine Kulissensteinführung. Eine solche kann außerdem den bei unterschiedlicher Anstellung der Oberrollen entstehenden Winkelfehler des anstellbaren Oberrahmens mit Oberrollen ausgleichen.
Die einzelnen Segmente sind mit ausreichender Wasserkühlung zur Sicherung der Segment-Steifigkeit unter Temperaturbelastung ausgestattet, was auch der Kühlung der Segment-Einzelteile dient.
Die einzelnen Segmente könne weiterhin mit geeigneten Befestigungsteilen am gemeinsamen Grundrahmen derart ausgerichtet und befestigt werden, dass die gesamte aus einem oder mehreren Segmenten bestehende Anordnung die vorgesehenen Aufgaben des Umformens, Richtens und Transportierens jeder¬ zeit in genügender Strangführungsgenauigkeit erfüllt, auch nach Segment- Wechsel. Der gemeinsame Grundrahmen kann auch an einem Fundamentrah¬ men ausgerichtet und befestigt sein. Für die Lagerung der Segmente samt Grundrahmen auf dem Fundamentrahmen können Los- und Festlager vorgese¬ hen werden, was insbesondere unter thermischer Belastung vorteilhaft ist.
Die Versorgung der Maschineneinheit mit elektrischer Energie kann über eine stationäre oder verfahrbare bzw. begehbare Kabelbrücke erfolgen. Die Versor- gung mit Medien wie hydraulischer Energie, Fett zur Schmierung, Wasser zur Kühlung, Luft usw. kann über Rohrleitungen von unten oder von oben oder auch von der Seite aus erfolgen.
Zum Auswechseln von Segmenten können Montagekräne vorgesehen werden. Damit kann die Wechselzeit eines Segments gering gehalten werden. Für klei¬ nere Wartungsarbeiten und den Segmentwechsel kann die Maschineneinheit oberhalb der Elektromotore und der Bewegungselemente mit einer Begehungs¬ fläche ausgestattet werden.
Mittels Beilagen unter den Grundrahmen kann die Höhennivellierung der Pass¬ linie „Oberkante Rolle" der gesamten Maschine erfolgen. Die Anpassung der ansonsten baugleichen Segmente für den Einbauplatz im Gießbogen kann durch einen mechanisch bearbeiteten Niveauausgleich am Grundrahmen und Ummontieren der Beilage von der Ober- zur Unterrolle an dem einlaufseitigen Rollenpaar erfolgen.
Das Ableiten von Zunder kann unter der Maschineneinheit durch eine Sinterrin¬ ne und geeigneten Ableitblechen erfolgen.
Für die thermische Softreduktion können Wärmereflexions- und -speicher- einrichtungen vorgesehen werden.
Schutzeinrichtungen für die Maschineneinheit gegen thermische Überlast sei¬ tens des Gießstranges können in bekannter Weise eingebaut werden. Wenngleich sonst in üblicher Weise zylindrisch piangefertigte Oberflächen der Ober- und Unterrollen vorgesehen werden, können unterschiedliche Geomet¬ rien (z. B. Rundformat) durch entsprechend profilierte Rollen erreicht werden. Die Oberfläche der Ober- und Unterrollen können zur Erzielung unterschiedli¬ cher Verformungsgrade und/oder Verteilung der Verformungsarbeit über den Gießquerschnitt des Gießstranges z. B. durch Überhöhung oder Einziehung der Balligkeit in unterschiedlicher Weise (z. B. konkav oder konvex) profiliert wer¬ den.
Die gleitenden oder wälzenden Elemente der Segmente sind lebensdauerge- schmiert. Sie können auch mit periodischer Handschmierung bzw. mit zentraler Fettschmierung versehen werden. Das betrifft insbesondere Gleit- und Schlei߬ platten, Buchsen mit Gegenlaufflächen und Wälzlager.
Die Segmente können an die Versorgungsmedien über Schnellschlusskupplun- gen bzw. Spannplatten angeschlossen werden. Dies betrifft insbesondere die Fettversorgung und die Hydraulik-, Elektro- und Wasseranschlüsse.
Der Ein- und der Ausbau der Segmente aus der Maschineneinheit kann mittels einer Ausbautraverse über geeignete Führungselemente vereinfacht werden.
Möglich ist es ferner, die Verformungssteifigkeit der einzelnen Segmente der Maschineneinheit in Form von Korrekturfaktoren zu berücksichtigen, die durch FEM-Berechnungen und/oder aus Messungen bei einer Kalibrierung über den Belastungsverlauf von minimaler bis maximaler Belastung ermittelt werden. Diese Korrekturfaktoren können zum Ausgleich bei der Positionsregelung den Regelsollwerten berücksichtigt werden.
Die Kalibrierung (Nullung der Positionsregelung) kann an jedem Segment der Maschineneinheit vor dem Gießbeginn durch Anstellung der Zylinder an ein ' Kaliberstück erfolgen. Bezugszeichenliste:
1 Gießstrang
2 Gießabschnitt 3 Bearbeitungsstrecke
4 Maschineneinheit
5 Grundrahmen
6 Rollenpaar
7 Rollenpaar 8 Rollenpaar
9 Segment
10 Segment
11 Oberrolle
12 Unterrolle 13 Bewegungselement
14 Drehantrieb
15 Kokille
16 Sekundärkühlung
17 Bogenabschnitt 18 Segment
19 Segment
20 Segment
21 Walzensatz
22 Walzensatz
F Förderrichtung
V vertikale Richtung
D Durchmesser t Rollenteilung h Höhenversatz

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Stranggießen und Verformen eines Gießstranges (1 ) aus Metall, insbesondere eines Gießstranges aus Stahl im Knüppel- oder Vor- blockformat, die einen Gießabschnitt (2), insbesondere einen Bogen- stranggießabschnitt, und eine in Förderrichtung (F) des Gießstranges nachgeschalteten Bearbeitungsstrecke (3) aufweist, in der der Gießstrang (1 ) umgeformt, gerichtet und in Förderichtung (F) gefördert wird, gekennzeichnet durch mindestens eine im Bereich der Bearbeitungsstrecke (3) angeordnete Ma¬ schineneinheit (4), die zur kombinierten Umformung, zum Richten und zur Förderung des Gießstranges (1) ausgelegt und geeignet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Bearbeitungsstrecke (3) als ein- oder mehrteilige Strecke ausgebildet über den Längenbereich der erwarteten Sumpfspitze des Gießstranges (1 ) erstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschineneinheit (4) einen Grundrahmen (5) aufweist, auf dem mindestens drei Rollenpaare (6, 7, 8) angeordnet sind, die relativ zuein¬ ander in Richtung (V) senkrecht zur Förderrichtung (F) positioniert werden können, wobei mindestens eine der Rollen mindestens eines Rollenpaars (6, 7, 8) mit einem Drehantrieb verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundrahmen (5) der Maschineneinheit (4) mindestens zwei
Segmente (9, 10) angeordnet sind, die jeweils mindestens ein, vorzugs¬ weise zwei, Rollenpaare (6, 7, 8) aufweisen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch auf einem gemeinsamen, verschiebbaren Rahmen angeordnete Segmen¬ te (9, 10).
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rollenpaar (6, 7, 8) des Segments (9, 10) mit einem Drehantrieb verbunden ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen der Rollenpaare (6, 7, 8) einen Durchmesser (D) zwischen 400 mm und 500 mm aufweisen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenteilung (t) mindestens zweier in Förderrichtung (F) aufein¬ ander folgenden Rollenpaare (6, 7, 8) zwischen 500 mm und 700 mm be¬ trägt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass von den Rollenpaaren (6, 7, 8) eines Segments (9, 10) mindestens eines eine Oberrolle (11) aufweist, die mit einer Unterrolle (12) zusam¬ menwirkt, wobei die Oberrolle in Richtung (V) senkrecht zur Förderrich- tung (F) mittels eines Bewegungselements (13) relativ zum Grundrahmen
(5) verstellbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsachse des Bewegungselements (13) in Richtung (V) senkrecht zur Förderrichtung (F) ausgerichtet ist und die Rollenachse schneidet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberrolle (11) mit einem Drehantrieb (14) in Verbindung steht.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass beide Rollen (11 , 12) mindestens eines Rollenpaars (6, 7, 8) mit ei¬ nem Drehantrieb (14) in Verbindung stehen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Segmente (9, 10) im Grundrahmen (5) mittels eines Schnellverschlusses festgelegt sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung der Maschineneinheit (4) so gewählt ist, dass die Rollenpaare (6, 7, 8) zumindest den Längenbereich des Gießstranges (1) vom Ende des Gießabschnitts (2) bis zu dem Punkt abdeckt, an dem die vollständige Erstarrung des Gießstrangs (1 ) zu erwarten ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl Maschineneinheiten (4) in Förderrichtung (F) parallel nebeneinander angeordnet sind, um eine entsprechende Anzahl Gie߬ stränge (1) zu bearbeiten.
16. Verfahren zum Stranggießen und anschließendem Verformen eines Gieß- Stranges (1) aus Metall, insbesondere eines Gießstranges aus Stahl im
Knüppel- oder Vorblockformat, bei dem zunächst der Gießstrang (1), vor¬ zugsweise in einem Bogenstranggießabschnitt (2), gegossen und an¬ schließend in einer Bearbeitungsstrecke (3) mechanisch und/oder ther¬ misch bearbeitet wird, wobei der Gießstrang (1) in der Bearbeitungsstre- cke (3) einer Umformung und einem Richtprozess unterzogen wird und wobei der Gießstrang (1) in der Bearbeitungsstrecke (3) in Förderrichtung (F) des Gießstranges (1) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise Umformung des Gießstranges (1) und zu- mindest ein Teil des Richtprozesses zusammen mit der Förderung des
Gießstranges (1 ) in Förderrichtung (F) in einer kombinierten, im Bereich der Bearbeitungsstrecke (3) angeordneten Maschineneinheit (4) vorge¬ nommen werden.
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