WO2011080065A1 - Stranggiessanlage und verfahren zum stranggiessen - Google Patents

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casting
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Erich Hovestädt
Jochen Wans
Jörn HOFFMEISTER
Hans Jürgen HECKEN
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0605—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two belts, e.g. Hazelett-process

Definitions

  • the present invention relates to a continuous casting plant which has a mold through which molten metal, in particular steel, can flow downwards in order to be formed into a metallic cast strand, wherein a strand guide consisting of segments is arranged below the mold with which the cast strand can be deflected from the vertical to the horizontal. Furthermore, the invention relates to a method for continuous casting of a cast strand of molten metal using such a continuous casting plant.
  • a mold In continuous casting of the generic type usually a mold is used, which is provided with an oscillation to support the casting process. Furthermore, casting powder is used to prevent adhesion of the casting strand to the mold.
  • the mold also has copper plate.
  • the present invention has for its object to provide a continuous casting and a corresponding method for continuous casting, with or with which it is possible to dispense with oscillating means for the mold and on the use of the usual casting powder. This is intended to improve the quality of the cast strand, since no oscillation marks are to be feared. Furthermore, the manufacturing process should be cheaper because the use of casting aids can be dispensed with.
  • the solution of this problem by the invention is characterized in a generic continuous casting, characterized in that the mold has two opposing boundaries for the molten metal, which are formed by two circumferential casting belts, wherein the lateral connection areas between the casting belts are formed by dam block chains.
  • the dam block chain acts as a lateral limiting element, which consists of individual interconnected metallic cuboids.
  • the dam block chain runs as well as the preferably metallic casting tapes on the broad sides of the strand with these.
  • the dam block chain is preferably formed from a number of cuboid sealing elements.
  • the sealing elements can be provided with positive connection means to be prevented relative to each other in a direction of movement of a shift.
  • the positive connection means may be formed as a tongue and groove connection.
  • the cuboid sealing elements preferably have a width which corresponds to the clear distance between the two casting belts, which they have when facing each other.
  • the mold is preferably free of oscillation.
  • the mold is further preferably equipped with devices for inerting. These devices are preferably those with which an inert gas can be introduced into the region of the mold.
  • the method of continuously casting a cast strand of molten metal using a continuous casting machine of the above type is characterized in that the molten metal contacting surface of the mold (peripheral ribbons) is coated.
  • EP 0 974 413 B1 shows a moving belt continuous casting machine having upper and lower continuous casting belts. The cast strand is thus deployed in a horizontal direction. An additional strand guide according to the present invention is therefore not intended and required.
  • the hitherto customary and customary casting powder is replaced by a coating of the accompanying narrow and broad sides. A caking of the steel to the mold walls is thus prevented. An oscillating device for the mold is not used; Accordingly, no disturbing oscillation marks are generated, which adversely affect the quality of the cast strand and can be dispensed with a scouring or grinding of the slabs before hot rolling. Thus, one is greater application with a larger proportion of material for hot use given.
  • the substitution of the casting powder has the advantage that the environmental impact of cooling water and atmosphere is reduced by fluorine and chlorine.
  • the dam block chain or the thickness of the blocks of the chain is adapted to the required thickness of the strand to be cast. Also possible are springs in the dam block chain, which allows a slight compression.
  • the formation of the segment allows the dam block chain to be brought out laterally in the upper region since the dam block chain requires a deflection radius. In this area, a cooling and support of the narrow sides is provided. Accordingly, it may be useful that the mold and the first segment are interlocked with each other and at the end of the mold foot or transition roles integrated into the mold.
  • the segments of the strand guide preferably have opposing, across the width divided pairs of rollers.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1.
  • the figures show schematically the side views of a continuous casting, wherein the mold and the segmented strand guide are shown.
  • 1 shows a continuous casting plant 1, which has a mold 2, with which a cast strand 3 can be cast.
  • the mold 2 is formed by two opposing casting belts 5 and 6.
  • the two casting belts 5, 6 run around rollers 9 and 10.
  • the casting level 1 1 is in the region of the upper end of the casting belts 5 and 6.
  • the lateral end regions, which lie between the casting belts 5 and 6, are formed by two dam block chains (12), which as such are well known.
  • dam block chains (12) which as such are well known.
  • EP 0 974 413 B1 and expressly incorporated by reference which discloses a suitable dam block chain.
  • various details of a dam block chain are shown, which advantageously result in the present case.
  • the individual blocks of the dam block chain made of metal are provided with corresponding, complementary configurations (eg in the form of a tongue-and-groove joint) in order to prevent a relative displacement of the blocks in one direction.
  • the cuboidal sealing elements of the dam block chain have a width which corresponds to the distance a of the two casting belts 5, 6 in the region in which the casting belts 5, 6 lie opposite one another (see FIG.
  • the cast casting strand 3 is passed directly below the co-running out of belts and chains mold 2 with integrated Stefan- / Kochgangsrollen (13) in the strand guide 4, which consists of a number of segments, with which the casting strand 3 from the vertical V in the horizontal H is redirected or bent.
  • the strand guide has per se known pairs of rollers 7, 8, with which the cast strand 3 is guided on opposite surfaces and acted upon by a force.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stranggießanlage (1), die eine Kokille (2) aufweist, durch die schmelzflüssiges Metall, insbesondere Stahl, vertikal nach unten ausfließen kann, um zu einem metallischen Gießstrang (3) geformt zu werden, wobei unterhalb der Kokille (2) eine aus Segmenten bestehende Strangführung (4) angeordnet ist, mit der der gegossene Gießstrang (3) von der Vertikalen (V) in die Horizontale (H) umgelenkt werden kann. Um auf Oszillationseinrichtungen für die Kokille verzichten zu können, sieht die Erfindung vor, dass die Kokille (2) zwei sich gegenüberliegende Begrenzungen für das schmelzflüssige Metall aufweist, die durch zwei umlaufende Gießbänder (5, 6) gebildet werden, wobei die seitlichen Verbindungsbereiche zwischen den Gießbändern (5, 6) durch bewegliche Seitenbegrenzungen (12) gebildet werden. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Stranggießen eines Gießstrangs aus schmelzflüssigem Metall unter Einsatz einer solchen Stranggießanlage.

Description

Stranggießanlage und Verfahren zum Stranggießen Die Erfindung betrifft eine Stranggießanlage, die eine Kokille aufweist, durch die schmelzflüssiges Metall, insbesondere Stahl, vertikal nach unten ausfließen kann, um zu einem metallischen Gießstrang geformt zu werden, wobei unterhalb der Kokille eine aus Segmenten bestehende Strangführung angeordnet ist, mit der der gegossene Gießstrang von der Vertikalen in die Horizontale umge- lenkt werden kann. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Stranggießen eines Gießstrangs aus schmelzflüssigem Metall unter Einsatz einer solchen Stranggießanlage.
Bei Stranggießanlagen der gattungsgemäßen Art wird zumeist eine Kokille ein- gesetzt, die mit einer Oszillationseinrichtung versehen ist, um den Gießprozess zu unterstützen. Ferner wird Gießpulver eingesetzt, um ein Anhaften des Gießstrangs an der Kokille zu verhindern. Die Kokille weist zudem Kupferplatte auf.
Dies hat allerdings auch Nachteile zur Folge. Die Oszillation hinterlässt am Gießstrang Oszillationsmarken auf der Strangoberfläche, die störend sind. Weiterhin führt der Einsatz des Gießpulvers zu Kontamination des Kühlwassers. Ferner ist das Gießpulver relativ teuer, was entsprechende Kosten nach sich zieht. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießanlage sowie ein entsprechendes Verfahren zum Stranggießen vorzuschlagen, mit der bzw. mit dem es möglich ist, auf Oszillationseinrichtungen für die Kokille und auf den Einsatz des bisher üblichen Gießpulvers verzichten zu können. Damit soll die Qualität des Gießstrangs verbessert werden können, da keine Oszillati- onsmarken zu befürchten sind. Ferner soll das Herstellverfahren verbilligt wer- den, da auf den Einsatz von Gießhilfsmitteln verzichtet werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist bei einer gattungsgemäßen Stranggießanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille zwei sich gegenüberliegende Begrenzungen für das schmelzflüssige Metall aufweist, die durch zwei umlaufende Gießbänder gebildet werden, wobei die seitlichen Verbindungsbereiche zwischen den Gießbändern durch Dammblockketten gebildet werden.
Die Dammblockkette fungiert als seitliches Begrenzungselement, das aus ein- zelnen miteinander verbundenen metallischen Quadern besteht. Die Dammblockkette läuft ebenso wie die vorzugsweise metallischen Gießbänder an den Breitseiten des Strangs mit diesen um.
Die Dammblockkette wird vorzugsweise aus einer Anzahl quaderförmiger Dichtelemente gebildet. Die Dichtelemente können dabei mit formschlüssigen Verbindungsmitteln versehen sein, um relativ zueinander in eine Bewegungsrichtung an einer Verschiebung gehindert zu werden. Die formschlüssigen Verbindungsmittel können als Nut-Feder-Verbindung ausgebildet sein. Die quaderförmigen Dichtelemente weisen bevorzugt eine Breite auf, die dem lichten Ab- stand der beiden Gießbänder entspricht, den diese aufweisen, wenn sie sich einander zugewandt gegenüberliegen.
Die Kokille ist bevorzugt oszillationsfrei.
Die Kokille ist weiterhin bevorzugt mit Vorrichtungen zur Inertisierung ausgestattet. Bei diesen Vorrichtungen handelt es sich vorzugsweise um solche, mit denen ein Inertgas in den Bereich der Kokille aufgegeben werden kann. Das Verfahren zum Stranggießen eines Gießstrangs aus schmelzflüssigem Metall unter Einsatz einer Stranggießanlage der oben genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass die mit dem schmelzflüssigen Metall in Kontakt kommende Oberfläche der Kokille (umlaufende Bänder) beschichtet wird. Die EP 0 974 413 B1 (Hazelett) zeigt eine mit beweglichen Bändern arbeitende Stranggießmaschine mit einem oberen und einen unteren kontinuierlichen Gießband. Der Gießstrang wird demgemäß in horizontale Richtung ausgebracht. Eine zusätzliche Strangführung entsprechend der vorliegenden Erfindung, ist folglich nicht vorgesehen und erforderlich.
Ähnliche Lösung sind in der EP 0 237 478 A1 , in der DE-AS 1 253 417, in DE 1 558 259 A1 , in der DE 1 558 260 A1 , in der DE 1 758 957 A1 und in der FR 1 498 360 A1 offenbart. Das Grundkonzept der vorliegenden Erfindung zielt darauf ab, eine Kokille so auszugestalten, dass der Transport des Gießstrangs durch mitlaufende Metallbänder an den Breitseiten durchgeführt wird. In den Seitenbereichen wird eine mitlaufende Seitenbegrenzung durch Dammblockketten vorgesehen. Unmittelbar im Anschluss an die so ausgestaltete Kokille folgt eine Strangsegmentfüh- rung, um den Strang von der Vertikalen in die Horizontale umzulenken bzw. umzubiegen. Die Erfindung beinhaltet somit eine vertikal ausgerichtete Kokille bestehend aus 4 mitlaufenden Seitenbegrenzungen in Kombination mit an die Kokille anschließenden Segmenten zur Führung des Gießproduktes.
Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, dass das bislang übliche und ge- bräuchliche Gießpulver durch eine Beschichtung der mitlaufenden Schmal- und Breitseiten ersetzt wird. Ein Anbacken des Stahls an den Kokillenwänden wird so verhindert. Eine Oszillationsvorrichtung für die Kokille wird nicht eingesetzt; demgemäß werden auch keine störenden Oszillationsmarken erzeugt, die die Qualität des Gießstrangs negativ beeinflussen und ein Flämmen bzw. Schleifen der Brammen vor dem Warmwalzen verzichtbar werden lässt. Somit ist eine größere Ausbringung bei gleichzeitig größerem Materialanteil für den Heißeinsatz gegeben.
Entfallen können auch Kupferplatten in der Kokille sowie bisherige Tauschausgusssysteme.
Die Substitution des Gießpulvers hat den Vorteil, dass die Umweltbelastung betreffend Kühlwasser und Atmosphäre durch Fluor und Chlor reduziert wird.
Weiterhin wirken sich bei Verzicht auf Gießpulver Turbulenzen in der Kokille, die ansonsten zu Mangelschmierung und Einschluss von Gießpulver führen, nicht nachteilig auf die Qualität des Gießstrangs aus.
Da zwischen mitlaufender Kokille und Strangschale keine Relativbewegung besteht liegt eine vorteilhafte Herstellungsbedingung für das Gießen von riss- und oberflächenkritischen Güten vor.
Durch eine längere Ausbildung der Kokillen können bei geringen Auszugkräften längere Stützlängen erzielt werden. Das begünstigt zusätzlich das Gießen von Güten mit großen Schmelz- bzw. Erstarrungsbereichen sowie das Gießen mit hohen Gießgeschwindigkeiten.
Die Dammblockkette bzw. die Dicke der Blöcke der Kette wird an die benötigte Dicke des zu gießenden Strangs angepasst. Möglich sind evtl. auch Federn in der Dammblockkette, die ein geringfügiges Zusammendrücken ermöglicht.
Bezüglich des Übergangs von Kokille bzw. Dammblockketten und oberstem Segment der Strangführung ist vorgesehen, dass es die Ausbildung des Segments ermöglicht, dass im oberen Bereich die Dammblockkette seitlich herausführbar ist, da die Dammblockkette einen Umlenkradius benötigt. In diesem Bereich ist auch eine Abkühlung und Stützung der Schmalseiten vorzusehen. Demgemäß kann es sinnvoll sein, dass die Kokille und das erste Segment mit- einander verzahnt werden und am Ende der Kokille Fuß- bzw. Übergangsrollen in die Kokille integriert sind.
Die Segmente der Strangführung weisen vorzugsweise sich gegenüberliegende, über die Breite geteilte Rollenpaare auf.
In der Zeichnung in den Figuren 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin- dung dargestellt. Figur 2 ist eine Querschnittansicht zu Figur 1 . Die Figuren zeigen schematisch die Seitenansichten einer Stranggießanlage, wobei die Kokille und die segmentierte Strangführung dargestellt sind.
Die Figur 1 zeigt eine Stranggießanlage 1 , die eine Kokille 2 aufweist, mit der ein Gießstrang 3 gegossen werden kann.
Die Kokille 2 wird durch zwei sich gegenüberliegende Gießbänder 5 und 6 gebildet. Hierfür laufen die beiden Gießbänder 5, 6 um Rollen 9 und 10 um. Der Gießspiegel 1 1 liegt im Bereich des oberen Endes der Gießbänder 5 und 6.
Die seitlichen Endbereiche, die zwischen den Gießbändern 5 und 6 liegen, werden durch zwei Dammblockketten (12) gebildet, die als solche hinlänglich bekannt sind. Diesbezüglich wird auf die EP 0 974 413 B1 hingewiesen und ausdrücklich Bezug genommen, die eine geeignete Dammblockkette offenbart. Hier werden auch diverse Details einer Dammblockkette gezeigt, die sich vorliegend vorteilhaft ergeben. Die einzelnen aus Metall bestehenden Blöcke der Dammblockkette sind mit korrespondierenden, komplementären Ausgestaltungen (z. B. in Form einer Nut-Feder-Verbindung) versehen, um eine Relativverschiebung der Blöcke in eine Richtung zu verhindern.
Die quaderförmigen Dichtelemente der Dammblockkette weisen dabei eine Breite auf, die dem Abstand a der beiden Gießbänder 5, 6 in dem Bereich ent- spricht, in dem sich die Gießbänder 5, 6 gegenüberliegen (s. Figur 1 ). Der gegossene Gießstrang 3 wird unmittelbar unterhalb der aus mitlaufenden Bändern und Ketten bestehenden Kokille 2 mit integrierten Fuß- / Übergangsrollen (13) in die Strangführung 4 geleitet, die aus einer Anzahl Segmenten besteht, mit der der Gießstrang 3 von der Vertikalen V in die Horizontale H umge- leitet bzw. umgebogen wird. Die Strangführung weist an sich bekannte Rollenpaare 7, 8 auf, mit denen der Gießstrang 3 an sich gegenüberliegenden Oberflächen geführt und mit einer Kraft beaufschlagt wird.
Bezugszeichenliste:
Stranggießanlage
Kokille
Gießstrang
Strangführung
Gießband
Gießband
Rollenpaar
Rollenpaar
Rolle
Rolle
Gießspiegel
mitlaufende Seitenbegrenzungen
in die Kokille integrierte Fuß- Übergangsrollen
Vertikale
Horizontale
Abstand

Claims

Patentansprüche:
1 . Stranggießanlage (1 ), die eine Kokille (2) aufweist, durch die schmelzflüssiges Metall, insbesondere Stahl, vertikal nach unten ausfließen kann, um zu einem metallischen Gießstrang (3) geformt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (2) zwei sich gegenüberliegende Begrenzungen für das schmelzflüssige Metall aufweist, die durch zwei umlaufende, gekühlte Gießbänder (5, 6) gebildet werden, wobei die seitlichen Verbindungsbereiche zwischen den Gießbändern (5, 6) durch mitlaufende Begren- zungen (12) gebildet werden und dass unmittelbar an die Kokille angrenzend eine segmentierte Strangführung (4) bestehend aus Stützelementen vorliegt.
2. Verfahren zum Stranggießen eines Gießstrangs aus schmelzflüs- sigem Metall unter Einsatz einer Stranggießanlage (1 ) nach dem
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Kokille eine konventionelle, üblicherweise oszillierende Kokille, substituiert. 3. Verfahren zum Stranggießen eines Gießstrangs aus schmelzflüssigem Metall unter Einsatz einer Stranggießanlage (1 ) nach dem Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Fußbzw. Übergangsrollen (13) in die Kokille integriert sind. Verfahren zum Stranggießen eines Gießstrangs aus schmelzflüssigem Metall unter Einsatz einer Stranggießanlage (1 ) nach dem Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente aus Rollenpaaren (7, 8) oder Stützgittern gebildet werden.
Stranggießanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mitlaufende seitliche Begrenzung (12) aus einer Anzahl quaderförmiger Dichtelemente gebildet wird.
Stranggießanlage nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtelemente mit formschlüssigen Verbindungsmitteln versehen sind, um relativ zueinander in eine Bewegungsrichtung an einer Verschiebung gehindert zu werden.
Stranggießanlage nach Anspruch 1 , 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die formschlüssigen Verbindungsmittel als Nut- Feder-Verbindung ausgebildet sind.
Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 1 , 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die quaderförmigen Dichtelemente eine Breite aufweisen, die dem lichten Abstand (a) der beiden Gießbänder (5, 6) entspricht, den diese aufweisen, wenn sie sich einander zugewandt gegenüberliegen.
Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 1 , 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (2) frei von Oszillationsmitteln ist.
10. Stranggießanlage nach einem der Ansprüche 1 , 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (2) mit einer Vorrichtung zur Inertisierung ausgestattet ist.
1 1 . Stranggießanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Inertisierung derart ausgebildet sind, ein Inertgas in den Bereich der Kokille (2) aufzugeben.
12. Verfahren zum Stranggießen eines Gießstrangs aus schmelzflüssigem Metall unter Einsatz einer Stranggießanlage (1 ) nach einem der Ansprüche 1 , 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem schmelzflüssigen Metall in Kontakt kommende Oberfläche der umlaufenden Kokillenbänder (5, 6) beschichtet wird.
13. Stranggießanlage nach o. g. Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass sich risskritische schmelzflüssige Metalle vorteilhaft erzeugen lassen.
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