WO2012049105A1 - Stranggiessvorrichtung mit dynamischer strangdickenreduzierung - Google Patents

Stranggiessvorrichtung mit dynamischer strangdickenreduzierung Download PDF

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WO2012049105A1
WO2012049105A1 PCT/EP2011/067621 EP2011067621W WO2012049105A1 WO 2012049105 A1 WO2012049105 A1 WO 2012049105A1 EP 2011067621 W EP2011067621 W EP 2011067621W WO 2012049105 A1 WO2012049105 A1 WO 2012049105A1
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strand
thickness
mold
casting
guide device
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PCT/EP2011/067621
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Inventor
Gerald Hohenbichler
Josef Watzinger
Original Assignee
Siemens Vai Metals Technologies Gmbh
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Publication date
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for the continuous casting of steel in a casting plant, one of a mold
  • Casting speed passes, according to claim 1 and a corresponding thereto plant for performing this
  • designated strand guiding device comprises several
  • each guide segment comprises one or more (usually three to ten) pairs of preferably executed as a strand support rollers guide elements.
  • the support rollers are rotatable about an axis orthogonal to the transport direction of the strand.
  • strand support rollers it would also be conceivable to carry out individual guide elements as static, for example runner-shaped components. Regardless of the specific embodiment of the guide elements, these are arranged on both sides of the strand broad sides, so that the strand is guided by upper and lower guide element series.
  • the strand is not only by the
  • the strand emerges substantially vertically downwards from the mold and is deflected into the horizontal.
  • Strand guiding device therefore has a substantially curved over an angular range of 90 ° course.
  • Each casting installation has a structurally determined strand support length L passed through by the strand at a casting speed v c , which is measured between the meniscus and an end of the strand guiding device facing away from the mold.
  • Known CSP® plants for steel hot strip production have approximately strand support lengths L of 9-13 m.
  • the strand support length L is a static, plant-specific size and not by short-term change measures
  • the strand emerging from the strand guiding device can subsequently be reduced in thickness or finish rolled in any number of rolling stands.
  • the present invention for optimized continuous casting can be used in known cast-rolled composite plants.
  • the emerging from the strand guide strand is first separated by means of a separation device into individual slabs or rolled without separation in a subsequent roughing train to an intermediate strip and subsequently, after reheating or keeping warm in one
  • Heating device rolled in a finishing train to an end belt Heating device rolled in a finishing train to an end belt.
  • the resulting intermediate band is heated by a heater before it enters the finishing train.
  • the finishing train hot rolled that is, the rolling stock during rolling a
  • Temperature above its recrystallization temperature For steel this is the range above about 750 ° C, usually is rolled at temperatures up to 1200 ° C warm.
  • the metal When hot rolling steel, the metal is usually in the austenitic state, where the iron atoms are cubic
  • the austenite area of a steel depends on the steel composition, but is usually above 800 ° C.
  • the produced steel belts are used for motor vehicles, household appliances and the construction industry
  • the present invention relates to the casting of strands or slabs of all thicknesses and is therefore applicable to the production of both thin slabs ( ⁇ 80 mm), medium and thick slabs (> 150 mm).
  • the present invention is further applicable to both continuous and semi-continuous ones
  • Continuous rolling when a casting plant is so connected to a rolling mill, that in the mold of the casting plant
  • Final thickness is rolled.
  • the beginning of the strand can already be finished rolled to a steel strip to the final thickness, while the casting plant continues to pour on the same strand, so there is no end of the strand (except on the meniscus in the mold) exists.
  • AT 401 744 discloses a continuous casting apparatus with liquid core reduction.
  • Generic continuous casting processes or plants are furthermore known, for example, from EP 0 415 987 B1, EP 1 469 954 B1, DE 10 2007 058 709 A1 and WO 2007/086088 A1.
  • a generic plant is the Arvedi ESP Casting Rolling Mill in Cremona, which is described in the following publications: Hohenbichler et al: "Arvedi ESP - technology and plant design", Millenium Steel 2010, March 1, 2010, pages 82-88, London, and Siegl et al: "Arvedi ESP - First Tin Slab Endless Casting and Rolling Results", 5th European Rolling Conference, London, June 23, 2009.
  • Strand guiding device between the guide elements or the strand support rollers a partially curved
  • Liquid sump is defined as the centric cross-sectional area of the strand in which the temperature is just substantially equal to the steel solidus temperature and then falls below it. The temperature of the
  • Swamp tip in the geometric strand cross section center
  • solidus temperature of the respective steel grade typically between 1300 ° C and 1535 ° C
  • Guiding elements are provided, by means of which the strand shortly before its exit from the strand guiding device, in a strand region where the strand cross-section in any case less than 5% liquid steel contains or preferred
  • Swamp tip is retracted against the transport direction of the strand. Both are accompanied by a decrease in the energy content of the strand cross section at the end of the
  • Strand guiding device or at the end of the strand support length L.
  • Soft reduction devices are used only in a region of the strand in which the strand cross section is consistently doughy or solid, i.e. having virtually no pronounced central liquid region, whereas in LCR guiding segments, and also in accordance with the present invention, there is a pronounced liquid central region
  • Casting speed required, for example, over Sensors detected irregularities in the area of the mold or the strand guiding device or one of the mold upstream slider or plug, in particular
  • the casting speed or the strand guiding device passing, width-specific volume flow may not be too large, since in such a case a shifting out of the sump tip on the
  • Claim 1 is directed to a method for the continuous casting of steel in a casting plant, one of a mold
  • Strand guiding device dynamically adjusted, ie during the casting process or during the passage of the strand through the strand guiding device several times and as often as desired (eg at least 2 times per casting sequence or at least 1 additional time beyond initial strand thickness adjustment operations during the gating phase, usually being the gating phase the first 5-15 minutes of a casting sequence are understood or the time taken to fill the strand support length 0.8 to 2 times with hot steel strand) is varied, so that between the on the mold facing away from the end of the
  • Strand guide device measured strand thickness d and (also measured at the end of the strand guide device) casting speed v c depending on the plant-specific strand support length L for more than 75%, preferably for more than 90% of the operating time of the caster (operating time refers to a casting sequence, eg during a Shift or
  • the minimum operating coefficient a m i n 2050, preferably 2400 and the maximum operating coefficient a max 2850, preferably 2800, with a management close to the maximum operating coefficient (a max ) of 2850 is sought.
  • the strand support length L is in the unit [m], the
  • the indication of the units mentioned above refers to a hypothetical indication, not to actual measurement results or necessarily to specific casting equipment
  • the strand thickness (up to approximately the thickness of the mold outlet) can henceforth be increased, except during the gating phase, during operational or quality-related lowering of the casting speed, without interrupting the casting process.
  • the inventive dynamic strand thickness reduction in compliance with the conditions defined by the above inequalities according to the invention on the one hand ensures a high production quality by the sump tip of Despite the respective material-quality-dependent maximum casting speeds, the length of the strand always approaches to near the end of the strand guiding device; on the other hand, the throughput of the plant can be maximized.
  • the casting heat can be optimally utilized to increase the efficiency of subsequent rolling processes of a casting-rolling composite.
  • a strand emerging from the strand guiding device according to the invention has in fact a sufficiently hot one during its further reduction in thickness in a rough rolling mill downstream of the strand guiding device
  • Cross-sectional core to be rolled with relatively little energy expenditure, especially when the rolling process begins not later than four minutes, preferably not later than two minutes after Strand beerstarrung.
  • Strand guiding device or the strand support length L is located.
  • Casting speed allows a throughput improvement of up to 35% (e.g., if the strand thickness is increased dynamically from about 65-70mm to 95mm, this would require the strand at the die exit to be> 95mm thick).
  • Thin slab caster which is also dimensioned for casting speeds> 6 m / min, can be rolled in continuous operation to thicknesses below 1.5 mm, even less than 1.2 mm, preferably to thicknesses below 1 mm.
  • Casting speed v c is increased casting thickness of the strand measured at the end of the strand guiding device facing away from the mold, so that the inequality conditions a m i n * (L / d 2 ) ⁇ v c ⁇ a max * (L / d 2 ) using the 1
  • the (reference) period of time for a lowering of the casting speed v c considered necessary for operation is thus a quotient of a division, in which the strand support length L dividends and the casting speed v c the divisor is determined, where L in the unit [m] and v c in the unit [m / min] can be used.
  • Thickness reduction are used to ensure the most stable operation of the plant. In particular, too frequent, of negligible
  • the strand support length L is in a range of 9 to 30 m, preferably in a range of 11 to 23 m.
  • the casting speed v c is in a range of 3.8 to 7.2 m / min.
  • the strand is reduced in thickness by 5 to 40%, preferably by 5 to 30%, particularly preferably by 5 to 25%.
  • Invention is the strand by 5 to 40 mm, preferably by 5 to 30 mm, more preferably by 10 to
  • the strand can be reduced to a strand thickness between 45 and 140 mm, preferably to a strand thickness between 75 and 115 mm.
  • the strand at Kokillenaustritt a Casting thickness between 180 and 450 mm, preferably between 200 and 280 mm.
  • Strand guide device in a manual manner, i. by direct or indirect cause by means of
  • Strand guiding device done in an automated manner.
  • Strand guiding device leaked (i.e., beyond the end of the strand guiding device led) in the continuous process, i. without separation into
  • Slab pieces in at least one roll pass by at least 30% per roll pass, preferably reduced by at least 50% per roll pass thickness.
  • the invention provides that more than one rolling pass, preferably at least three rolling passes are provided.
  • Claim 13 is directed to an inventive
  • Method corresponding plant comprising a mold, a downstream of this strand guide device, which is a series of lower guide elements and a thereto
  • the Strand guiding device has oppositely arranged series of upper guide elements and is formed between the two guide element series for receiving a projecting out of the mold strand strand receiving shaft, wherein the Strand guiding device has a run from the strand with a casting speed v c , between the meniscus, ie the bath level of the mold and a remote from the mold end of the strand guide device, plant-specific strand support length L has.
  • Receiving shaft is reduced or enlarged, wherein the strand thickness d or the clear receiving width during the
  • Casting process or during the passage of the strand through the strand guiding device is variably adjustable, so that between the on the mold facing away from the end of the
  • Strand guiding device measured strand thickness d and the casting speed v c as a function of the plant-specific strand support length L for more than 75% of the operating time of
  • Casting plant (preferably for more than 90% of the operating time) following conditions defined by operating coefficients a, in particular by a minimum operating coefficient a m i n and a maximum operating coefficient a max are complied with:
  • the minimum operating coefficient a m i n is 2050, preferably 2400, and the maximum operating coefficient a max is 2850, preferably 2800, with operational management close to the maximum operating coefficient (a max ) of 2850.
  • the strand support length (L) is in turn here in the unit [m], the strand thickness (d) in the unit [mm] and the casting speed (v c ) in the unit [m / min] given (it applies the remark to claim 1 ).
  • the strand support length L is in a range of 9 to 30 m, preferably in a range of 11 to 23 m. According to a further preferred embodiment of the
  • the clear thickness of the strand guide device facing Kokillenaustritts between 180 and 400 mm, preferably between 200 and 280 mm.
  • Strand guiding device is transportable.
  • the strand can be reduced in thickness by changing the clear receiving width of the strand guiding device by 5 to 40 mm, preferably by 5 to 30 mm, particularly preferably by 10 to 25 mm.
  • the strand is preferably reduced to a strand thickness between 45 and 140 mm, more preferably to a strand thickness between 75 and 115 mm.
  • the guide elements of the strand guiding device are manually adjustable.
  • Strand guiding device is arranged downstream of a rough rolling mill with at least one roughing stand, in which the led beyond the end of the strand guiding device strand in the continuous process, ie without separation in Slab pieces are reduced in thickness by at least 30%, preferably by at least 50% per roughing mill, wherein the
  • Vorwalz preferably at least three, especially
  • Prefabricating stands or five finishing stands by means of which an intermediate strip emerging from the rough rolling mill can be reduced to an end strip with a thickness of ⁇ 1.5 mm, preferably ⁇ 1.2 mm, particularly preferably ⁇ 1.0 mm.
  • Strand guiding device are arranged.
  • Fig.l a strand guiding device according to the invention in a vertical sectional view
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a continuous casting-rolling composite plant, which comprises at its front end a strand guiding device according to Fig.l, for the production of a steel strand in side view
  • FIG. 2 shows in a purely exemplary manner a plant 1 by means of which a method according to the invention can be carried out.
  • the inventive method is used in plants for the continuous production of steel strands, but it can also in systems for the continuous or semi-continuous production of steel hot strip
  • the mold 2 is preceded by a pan 21, which feeds a distributor 22 with liquid steel via a ceramic inlet nozzle.
  • the distributor 22 subsequently feeds the mold 2, to which a strand guiding device 6, which can be seen in detail in FIG.
  • Strand guiding device 6 from Fig.l two rolling mills, namely a roughing 4 and a finishing train 5 to continuous production of steel heat strap can connect.
  • Vorwalzstrasse 4 which consists of one or more
  • Frameworks may consist, the strand 3 is rolled to an intermediate thickness. During roughing takes place
  • the system 1 further comprises EntZu matters Anlagen 15, 24 and not shown in Figure 2 separation devices, which essentially correspond to the prior art and which is therefore not discussed here at this point.
  • Separating devices can at any position of the system 1, in particular between the rough rolling 4 and the
  • Finish rolling line 5 and / or be arranged in a downstream of the finishing train 5 area.
  • Separating device (preferably a pendulum scissors) between the strand guide device 6 and the rough rolling 4 to order, if necessary, especially in an emergency strand or Brammentrennung or steel collar separation
  • the heater 7 is in the present embodiment as an induction furnace
  • a transverse field heating induction furnace is used, which the plant 1 particularly
  • the heating device 7 could also be designed as a conventional furnace, for example with flame admission. Behind the heating in the heater 7 takes place - after an intermediate optional descaling - the
  • a strand 3 is poured with a mold 2.
  • the strand 3 is in Liquid Core Reduction (LCR) method by means of the strand guiding device 6 in liquid
  • plant-specific strand support length L can in a range of 9-30 m
  • the meniscus 13 which can be seen in detail in FIG. 3, is located i.d.R. a few inches below the top of the
  • the strand support length L is in this case between the meniscus 13 of the mold 2 and the axis of the last, a Vorwalz No 4 facing roller one and described in more detail below upper guide elements series 10 (viewed in a side view of Appendix 1 in parallel to the axes of the rollers Viewing direction according to Fig.2). With exact measurement, the strand support length L is at a relative to the
  • Strand guiding device 6 outer broad side of the strand 3 and the strand guiding device 6 (and a section the interior of the mold 2).
  • a preliminary rolling of the strand 3 to an intermediate strip 3 'in at least three rolling passes, ie using three roughing stands 4i, 4 2 , 4 3 , preferably in four rolling passes, ie using four
  • Strand 3 has an average temperature of> 1050 ° C, preferably> 1000 ° C in this area.
  • a preferably hinged thermal cover is provided between the end 14 of the strand guiding device 6 and the first roughing stand 4 1 .
  • the thermal cover surrounds one intended for the transport of the strand 3, usually as
  • Roller table running conveyor at least
  • Fig.l includes
  • Strand guiding device 6 more for the passage of the strand 3 predetermined guide segments 16 according to Figure 3, each of a (not shown in Figure 3) lower series
  • Guide elements 9 and one parallel or converging arranged upper series of guide elements 10 are constituted.
  • Each guide element of the lower guide element series 9 is an opposite guide element of the upper
  • Guide elements series 10 assigned.
  • the guide elements are thus on both sides of the broad sides of the strand. 3
  • Guide elements 9, 10 to each other in the transport direction of the strand 3 is at least partially tapered and thereby the strand 3 is Dickenreduzierbar.
  • the guide elements 9, 10 are designed as rotatably mounted rollers.
  • Diameters and / or center distances to be structured are Diameters and / or center distances to be structured.
  • Receiving cross-section 12 of the strand guiding device 6 can be done for example by means of a hydraulic drive.
  • several juxtaposed guide segments 16 can be used for LCR thickness reduction, which connect directly or indirectly to the mold.
  • the strand thickness d or the clear receiving width 12 is arbitrarily adjustable.
  • Recording width 12 is carried out according to the invention dynamically, i. during the casting process or during the continuous quasi-stationary passage of the strand 3 through the
  • Strand guiding device 6 In the dynamic adjustment of the strand thickness d, this is changed several times and as often as desired during the passage of a strand 3 through the strand guiding device 6.
  • Strand guiding device 6 measured strand thickness d and also at the end 14 of the strand guiding device 6th
  • casting speed v c as a function of plant-specific strand support length L for more than 75% of the operating time of the casting plant (operating time refers to a casting sequence, eg during a daytime operation at regular plant utilization), preferably for more than 90% of the operating time, following by operating coefficients a, in particular by a minimum operating coefficient a m i n and a maximum operating coefficient a max defined
  • the strand support length L is here in the
  • Conditions are for more than 60%, preferably for more than 90% of the cast steel groups and cooling conditions
  • the adjustable guide elements 9, 10 are preferably in one of the mold 2 facing the front half, preferably in one of the mold 2 facing the front third of
  • FIG. 4 schematically shows a cross-section of a strand 3 currently in a solidification process, wherein a central region 26 of the strand cross-section is still liquid and a peripheral region 28 of the strand cross-section already hatched is already solidified. Between the liquid region 26 and the solidified region 28 there is an intermediate region 27, in which the strand 3 of doughy consistency, ie neither completely liquid nor completely solid.
  • Strand guiding device 6 is a slight compression of the strand 3, this compression is made exclusively in a region of the strand 3, in which the Strand cross-section consistently doughy or solid, that is no longer has liquid region in the middle of the strand.
  • the (reference) period is thus as a quotient of a division, in which the strand support length L dividends and the casting speed v c forms the divisor, where L in the unit [m] and v c in the unit [m / min] can be used - minutes of lowering the
  • Casting speed v c by more than 5%, preferably by more than 10%, within a maximum of 100 minutes, preferably
  • the end 14 of the strand guide device 6 facing towards the mold exit measured cast thickness of the string 3 increases becomes such that the inequality conditions a m i n * (L / d 2 ) ⁇ v c ⁇ a max * (L / d 2 ) are satisfied (again).
  • the expectation is verified by optional deposited in an automation ⁇ or regulation device 20 experience or by calculation models whether the lowering of the casting speed V c will last for a defined respectively as a relevant time period, such as at least 10, 15 or 30 minutes, to ensure a stable operation of the system.
  • Guide elements 9, 10 of the strand guiding device 6 can be done in a manual manner.
  • the dynamic setting is then preferably set by the operating team depending on the current casting speed, if this changes only on a case-by-case basis. If the casting speed v c falls from the relationships defined according to the invention downwards or If this lower limit approaches quickly / objectively, the operating crew is alerted by an issuing facility to increase the Liquid Core Reduction (LCR)
  • LCR Liquid Core Reduction
  • Strip thickness reduction this function can also be taken over by an automated device 20 shown schematically in Fig.l, especially if relatively frequent changes in thickness or speed usual or
  • the automation device 20 is a processor-controlled control device.
  • the automation device 20 is able to drive any number of guide elements 9, 10 and guide segments 16 selectively or in combination. Tax and
  • Control activities of the automation device 20 can be carried out both based on process-related sensors that are in data communication with one another as well as through calculations and simulations.
  • Automation device 20 can in particular by
  • the casting speed v c of the plant is preferably in a range of 3.8 to 7.2 m / min. In order to exploit the capacity of the plant, it would theoretically also be possible to measure the transversely to the strand thickness d
  • Rope width by means of lateral strand guide elements to increase or decrease. Because the production program but usually on orders with firmly defined
  • the strand 3 is reduced in thickness by 5 to 40%, preferably by 5 to 30%, particularly preferably by 5 to 25%.
  • the strand 3 is reduced in thickness by 5 to 40 mm, preferably by 5 to 30 mm, particularly preferably by 10 to 25 mm. In the case of a thickness reduction of the strand 3 by 15 to 30 mm is thus measured at the end 14 of the strand guiding device 6
  • Strand thickness d is 15 to 30 mm lower than at one of the
  • the strand 3 can in this case be reduced to a strand thickness d between 45 and 140 mm, preferably to a strand thickness d between 75 and 115 mm.
  • the strand 3 has a casting thickness between 180 and 450 mm, preferably between 200 and 280 mm, at the mold outlet.
  • Strand guide device 6 has emerged (i.e., led beyond the end 14 of the strand guide device) in the continuous process, i. without separation into
  • Slab pieces in at least one roll pass at least 30% per rolling pass, preferably reduced by at least 50% per rolling pass thickness.
  • the roughing train 4 comprises at least three, particularly preferably exactly four rough rolling stands 4i, 4 2 , 4 3 , 4 4 .
  • the rough rolling mill 4 is followed by an already mentioned finish rolling mill 5, which has four finishing rolling stands 5i, 5 2 , 5 3 , 5 4 or five
  • Prefabricated rolling stands 5i, 5 2 , 5 3 , 5 4 , 5s comprises, by means of which an emerging from the rough rolling 4 intermediate belt 3 'to an end strip 3''with a thickness ⁇ 1.5 mm, preferably ⁇ 1.2 mm, particularly preferred ⁇ 1.0 mm is reducible.
  • FIGS. 5-9 show process diagrams based on which
  • four essentially hyperbolic lines 29, 30, 31 and 32 can be seen, with line 29 in the inequality according to the invention
  • lines 31 and 32 are operating guides according to the (preferably) maximum operating coefficients a max
  • a range between the two (first preferred) operating coefficients a of 2050 (line 29) and 2850 (line 32) has been provided with a simple 45 ° lock, while one between the two (second preferred) operating coefficients a of 2400 (line 30) and 2800 (line 31) lying region with a transverse or orthogonal to the first hatching
  • Casting speed v c allows operation of the system in the range of throughput optimum.
  • Automated operations management is best done so that no overshoot occurs, e.g. by means of a PI controller with a low P component that is sufficiently known to the control engineer.
  • Casting speed v c are operated in the range of their throughput optimum: The necessary operational throttling of the casting speed v c from 5 to 4 m / min thus leads from
  • FIG.10 Illustrate diagrams according to Figure 5-9 for each casting speed v c no fixed strand thickness d, but always a corresponding strand thickness range (and vice versa), under which the casting process makes sense and inventively feasible.
  • Fig.10 operating lines are shown by lines 36 and 37 in a purely exemplary manner, which can be realized by means of the automation device 20.
  • Line 36 illustrates multipoint control which results in a zigzag line.
  • Casting speed range between 7 and 4.2 m / min or in a strand thickness range between 94.5 and 120 mm

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  • Metal Rolling (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Stranggießen von Stahl, wobei ein aus einer Kokille (2) austretender Strang (3) im Liquid-Core-Reduction-Verfahren mittels einer anschließenden Strangführungsvorrichtung (6) dickenreduziert wird, wobei der Strang (3) eine zwischen dem Meniskus (13), d.i. der Badspiegel der Kokille (2) und einem von der Kokille (2) abgewandten Ende (14) der Strangführungsvorrichtung (6) gemessene, Strangstützlänge (L) mit einer Gießgeschwindigkeit (Vc) durchläuft, ist es vorgesehen, dass die Strangdicke (d) mittels verstellbarer Führungselemente (9, 10) der Strangführungsvorrichtung (6) dynamisch eingestellt, d.h. während des Durchgangs des Stranges (3) durch die Strangführungsvorrichtung (6) beliebig oft variiert wird, sodass zwischen der am Ende (14) der Strangführungsvorrichtung (6) gemessenen Strangdicke (d) und der Gießgeschwindigkeit (Vc) in Abhängigkeit der anlagenspezifischen Strangstützlänge (L) folgende durch Betriebskoeffizienten (a), definierte Bedingungen eingehalten werden: amin * (L/d2) < Vc < amax *(L/d2), wobei der minimale Betriebskoeffizient (amin) 2050, vorzugsweise 2400 beträgt und der maximale Betriebskoeffizient (amax) 2850, vorzugsweise 2800 beträgt, und wobei eine Betriebsführung nahe am maximalen Betriebskoeffizienten (amax) von 2850 angestrebt wird.

Description

Beschreibung
Stranggießvorrichtung mit dynamischer Strangdickenreduzierung Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen von Stahl in einer Gießanlage, wobei ein aus einer Kokille
austretender Strang im Liquid-Core-Reduction (LCR-) Verfahren mittels einer anschließenden Strangführungsvorrichtung bei flüssigem Querschnittskern des Stranges dickenreduziert wird, wobei der Strang eine zwischen dem Meniskus, d.i. der
Badspiegel der Kokille und einem von der Kokille abgewandten Ende der Strangführungsvorrichtung gemessene,
anlagenspezifische Strangstützlänge mit einer
Gießgeschwindigkeit durchläuft, gemäß Anspruch 1 sowie eine dazu korrespondierende Anlage zur Durchführung dieses
Verfahrens gemäß Anspruch 13.
Gattungsgemäße Stranggießverfahren bzw. -anlagen sind bereits bekannt. Ein aus einer Kokille einer Gießanlage austretender flüssiger Stahlstrang wird durch eine unmittelbar an die
Kokille anschließende Strangführungsvorrichtung
hindurchgeführt. Die auch als „Strangführungskorsett"
bezeichnete Strangführungsvorrichtung umfasst mehrere
(üblicherweise drei bis fünfzehn) Führungssegmente, wobei jedes Führungssegment ein oder mehrere (üblicherweise drei bis zehn) Paare an vorzugsweise als Strangstützrollen ausgeführten Führungselementen umfasst. Die Stützrollen sind um eine orthogonal zur Transportrichtung des Stranges verlaufende Achse drehbar.
Anstelle von Strangstützrollen wäre es auch denkbar, einzelne Führungselemente als statische, z.B. kufenförmige Bauteile auszuführen . Unabhängig von der konkreten Ausführung der Führungselemente sind diese beiderseits der Strangbreitseiten angeordnet, sodass der Strang durch obere und untere Führungselemente- Serien geführt wird.
Genau gesehen wird der Strang nicht nur durch die
Strangführungsvorrichtung gestützt, sondern auch schon durch einen unteren Endbereich der Kokille, weshalb man die Kokille auch als Teil der gesamten Strangführungsvorrichtung ansehen muss .
Die Strangerstarrung beginnt am oberen Ende der
(Durchlauf- ) kokille am Badspiegel, am sogenannten „Meniskus", wobei die Kokille typischerweise ca. Im lang ist (0,3 - 1,5m) .
Der Strang tritt im Wesentlichen vertikal nach unten aus der Kokille aus und wird in die Horizontale umgelenkt. Die
Strangführungsvorrichtung weist daher einen im Wesentlichen über einen Winkelbereich von 90° gekrümmten Verlauf auf.
Jede Gießanlage weist eine konstruktiv festgelegte, vom Strang mit einer Gießgeschwindigkeit vc durchlaufene Strangstützlänge L auf, welche zwischen dem Meniskus und einem von der Kokille abgewandten Ende der Strangführungsvorrichtung gemessen wird.
Bekannte CSP®-Anlagen zur Stahlwarmbanderzeugung weisen etwa Strangstützlängen L von 9-13 m auf.
Die Strangstützlänge L ist eine statische, anlagenspezifische Größe und nicht durch kurzfristige Änderungsmaßnahmen
modifizierbar. Der Ausbau und Einsatz eines kokillenfernen letzten Strangführungssegmentes durch einen einfachen
Rollengang (bisher noch nicht realisiert) , würde im Normalfall mehrere Tage dauern.
Der aus der Strangführungsvorrichtung austretende Strang kann in weiterer Folge in einer beliebigen Anzahl an Walzgerüsten dickenreduziert bzw. fertiggewalzt werden. Die vorliegende Erfindung zum optimierten Stranggießen kann bei bekannten Gieß-Walz-Verbundanlagen Einsatz finden.
Hierbei wird der aus der Strangführungsvorrichtung austretende Strang zunächst mittels einer Abtrenneinrichtung in einzelne Brammen getrennt oder ohne Abtrennung in einer anschließenden Vorwalzstraße zu einem Zwischenband gewalzt und in weiterer Folge, nach Wiederaufheizen oder Warmhalten in einer
Heizeinrichtung in einer Fertigwalzstraße zu einem Endband gewalzt .
In der Vorwalzstraße (HRM, High-Reduction Mill) wird der
Strang dickenreduziert, das dabei entstehende Zwischenband wird mittels einer Heizeinrichtung erwärmt, bevor es in die Fertigwalzstraße eintritt. In der Fertigwalzstraße wird warm gewalzt, das heißt, dass das Walzgut beim Walzen eine
Temperatur oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur aufweist. Bei Stahl ist dies der Bereich oberhalb von etwa 750°C, üblicherweise wird bei Temperaturen bis zu 1200°C warm gewalzt .
Beim Warmwalzen von Stahl befindet sich das Metall meist im austenitischen Zustand, wo die Eisenatome kubisch
flächenzentriert angeordnet sind. Man spricht dann von Walzen im austenitischen Zustand, wenn sowohl die Anfangs- als auch die Endwalztemperatur im Austenitgebiet des jeweiligen Stahls liegen. Das Austenitgebiet eines Stahls ist abhängig von der Stahlzusammensetzung, liegt aber in der Regel über 800°C.
Maßgebliche Parameter beim Herstellungsprozess von
Stahlwarmband aus Gieß-Walz-Verbundanlagen sind die
Gießgeschwindigkeit, mit der der Strang die Kokille verlässt (und die Strangführungsvorrichtung durchläuft) sowie der breitenspezifische Massendurchsatz bzw. Volumenstrom, welcher als Produkt der Gießgeschwindigkeit mit der Dicke des Stranges angegeben wird und üblicherweise die Einheit [mm*m/min] trägt. Die produzierten Stahlbänder werden unter anderem für Kraftfahrzeuge, Haushaltsgeräte und das Bauwesen
weiterverarbeitet .
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gießen von Strängen bzw. Brammen sämtlicher Dicken und ist somit zur Herstellung sowohl von Dünnbrammen (< 80 mm) , Mitteldickbrammen als auch Dickbrammen (>150 mm) anwendbar.
Die vorliegende Erfindung ist des Weiteren sowohl bei einer kontinuierlichen als auch bei einer semikontinuierlichen
Herstellung von Stahlwarmband anwendbar.
Man spricht von kontinuierlicher Herstellung oder
„Endloswalzen", wenn eine Gießanlage so mit einer Walzanlage verbunden ist, dass der in der Kokille der Gießanlage
gegossene Strang direkt - ohne Abtrennung vom gerade
gegossenen Strangteil und ohne Zwischenlagerung - in die
Walzanlage geführt und dort auf eine jeweils gewünschte
Enddicke gewalzt wird. Der Beginn des Stranges kann also schon zu einem Stahlband auf die Enddicke fertig gewalzt sein, während die Gießanlage weiterhin an dem gleichen Strang gießt, also gar kein Ende des Stranges (außer am Meniskus in der Kokille) existiert. Man spricht auch von direkt gekoppeltem Betrieb oder Endlos-Betrieb der Gieß- und Walzanlage.
Bei der semikontinuierlichen Herstellung bzw. beim „Semi- Endloswalzen" werden die gegossenen Stränge nach dem Gießen geteilt und die abgeteilten Stränge bzw. Brammen ohne
Zwischenlagerung und Abkühlung auf Umgebungstemperatur der Walzanlage zugeführt.
Stand der Technik
Die AT 401 744 offenbart eine Stranggießvorrichtung mit Liquid Core Reduction. Gattungsgemäße Stranggießverfahren bzw. -anlagen sind des Weiteren z.B. aus EP 0 415 987 Bl, EP 1 469 954 Bl, DE 10 2007 058 709 AI und WO 2007/086088 AI bekannt. Eine gattungsgemäße Anlage ist die Arvedi ESP Gießwalzanlage in Cremona, die etwa in folgenden Veröffentlichungen beschrieben ist: Hohenbichler et al : „Arvedi ESP - technology and plant design", Millenium Steel 2010, 1. März 2010, Seiten 82-88, London, und Siegl et al : „Arvedi ESP - First Tin Slab Endless Casting and Rolling Results", 5th European Rolling Conference, London, 23. Juni 2009.
Wie bereits eingangs beschrieben, bildet die
Strangführungsvorrichtung zwischen den Führungselementen bzw. den Strangstützrollen einen zum Teil gekrümmten
Aufnahmeschacht zur Aufnahme des frisch gegossenen (noch einen flüssigen Kern aufweisenden) Stranges aus.
Als Ende der Strangführungsvorrichtung wird somit im
vorliegenden Zusammenhang die zur Strangkontaktierung
vorgesehene führungsaktive Fläche bzw. Mantellinie des letzten der Vorwalzstraße zugewandten Führungselementes bzw. der letzten Stützrolle der oberen Führungselemente-Serie
verstanden .
Mit zunehmender Entfernung vom Meniskus kühlt der in der
Strangführungsvorrichtung geführte Strang bzw. das in seiner Ausgangsform befindliche Stahlband immer mehr ab. Jener innere Bereich des Stranges, welcher noch flüssig bzw. von teigigsumpfiger Konsistenz ist, wird im Folgenden als Flüssigsumpf bezeichnet. Eine kokillenfernere „Sumpfspitze" des
Flüssigsumpfes ist als jener zentrische Querschnittsbereich des Stranges definiert, in welchem die Temperatur gerade noch im Wesentlichen der Stahl-Solidustemperatur entspricht und anschließend unter diese abfällt. Die Temperatur der
Sumpfspitze (in der geometrischen Strangquerschnittsmitte) entspricht daher der Solidustemperatur der jeweiligen Stahlsorte (typischerweise zwischen 1300 °C und 1535°C)
Das Walzen bzw. auch das einfache Querschnittsverformen eines komplett durcherstarrten bzw. kühleren Gießstranges erfordert einen wesentlich höheren Arbeits- bzw. Leistungsaufwand als das Walzen eines Gießstranges mit heißem Querschnittskern.
Es existieren bereits Anlagen mit sogenannter „Soft
Reduction", bei welchen nahe am Ende der
Strangführungsvorrichtung hydraulisch verstellbare
Führungselemente vorgesehen sind, mittels welchen der Strang kurz vor seinem Austritt aus der Strangführungsvorrichtung, in einem Strangbereich, wo der Strangquerschnitt jedenfalls weniger als 5 % flüssigen Stahl enthält oder bevorzugt
ausschließlich teigiges Zweiphasenmaterial im Strangzentrum vorliegt, zwecks Erhöhung der Stahlbandqualität geringfügig (um bis zu max . 5 mm, meist nur max . 3 mm) komprimiert wird.
Diese Praxis ist insofern nachteilig, da bei vorgegebener Strangbreite durch die Dickenabnahme der Materialdurchsatz linear sinkt und mit Abnahme der Gießgeschwindigkeit die
Sumpfspitze entgegen der Transportrichtung des Stranges zurückgezogen wird. Beides geht einher mit einer Abnahme des Energieinhalts des Strangquerschnitts am Ende der
Strangführungsvorrichtung bzw. am Ende der Strangstützlänge L.
„Soft Reduction"-Einrichtungen werden nur in einem Bereich des Stranges genutzt, in welchem der Strangquerschnitt durchwegs teigig oder fest ist, d.h. praktisch keinen ausgeprägten flüssigen Mittenbereich mehr aufweist. Bei LCR- Führungssegmenten hingegen und auch gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein ausgeprägter flüssiger Mittenbereich
zwingend erforderlich.
Betriebstechnische Gründe, welche eine Drosselung der
Gießgeschwindigkeit erforderlich machen, können z.B. über Sensoren erfasste Unregelmäßigkeiten im Bereich der Kokille oder der Strangführungsvorrichtung oder eines der Kokille vorgelagerten Schiebers bzw. Stopfens, insbesondere
Unregelmäßigkeiten am Badspiegel der Kokille oder Abweichungen von geplanten Kühlwassermengen oder Abweichungen der
Strangtemperatur von vorgegebenen Werten sein. Auch
signifikante Veränderungen der Flüssigstahlzusammensetzung, des Gießpulververbrauches oder der Kokillenwandtemperaturen können eine Verringerung der Gießgeschwindigkeit bedingen.
Konventionelle Gießanlagen werden daher unterhalb ihrer nominellen Kapazität betrieben, was weder
betriebswirtschaftlich noch in Hinblick auf die
Energieeffizienz eines nachfolgenden Walzprozesses mit Direktoder Heißeinsatz oder bei einem vollkontinuierlichen Endlos- Gieß-Walz-Verbund sinnvoll ist.
Darstellung der Erfindung
Im Zuge zunehmenden Kosten- und Fertigungsdruckes wird eine Durchsatzmaximierung der Anlage und eine Steigerung des
Wärmeinhalts des aus der Stranggießanlage austretenden und nachgeordneten Walzgerüsten zugeführten Stranges bzw.
Stahlwarmbades angestrebt.
Ganz allgemein soll die Fertigung von Stahlbrammen bzw.
-warmband für eine Vielzahl an Stahlgüten und Kühlparametern optimiert und eine wirtschaftlichere Fertigung ermöglicht werden .
Um die Gießhitze während des Fertigungsprozesses von
Warmbandstahl optimal auszunutzen, soll es gewährleistet sein, dass die Sumpfspitze, d.i. der gerade noch teigig-flüssige Querschnittskern des in der Strangführungsvorrichtung
transportierten Stranges sich stets möglichst fernab der
Kokille und möglichst nahe am Ende der
Strangführungsvorrichtung und somit - im Falle eines Gieß- Walz-Verbundes - möglichst nahe am Eintritt in die
Vorwalzstraße befindet.
Bei dieser Aufgabe ist zu berücksichtigen, dass sich in
Abhängigkeit eines materialspezifischen Erstarrungsfaktors, Chemie, Erstarrungstemperatur, Kühlparameter und einer jeweils eingestellten Strangdicke die Gießgeschwindigkeit bzw. der die Strangführungsvorrichtung passierende, breitenspezifische Volumenstrom auch nicht zu groß sein dürfen, da in solchem Falle ein Hinausverlagern der Sumpfspitze über die
Strangführungsvorrichtung hinaus und somit ein Ausbauchen und eventuell sogar Aufplatzen des Stranges stattfinden könnte.
Die genannten Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
Anspruch 1 richtet sich auf ein Verfahren zum Stranggießen von Stahl in einer Gießanlage, wobei ein aus einer Kokille
austretender Strang im Liquid-Core-Reduction (LCR-) Verfahren mittels einer anschließenden Strangführungsvorrichtung bei flüssigem Querschnittskern des Stranges dickenreduziert wird, wobei der Strang eine zwischen dem Meniskus, d.i. der
Badspiegel der Kokille und einem von der Kokille abgewandten Ende der Strangführungsvorrichtung gemessene,
anlagenspezifische Strangstützlänge L mit einer
Gießgeschwindigkeit vc durchläuft.
Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Strangdicke d mittels verstellbarer Führungselemente der
Strangführungsvorrichtung dynamisch eingestellt, d.h. während des Gießprozesses bzw. während des Durchgangs des Stranges durch die Strangführungsvorrichtung mehrmals und beliebig oft (z.B. mindestens 2 mal pro Gießsequenz bzw. mindestens 1 zusätzliches mal über initiale Strangdicken-Einstellvorgänge während der Angießphase hinaus, wobei als Angießphase i.d.R. die ersten 5-15 Minuten einer Gießsequenz verstanden werden bzw. die Zeitdauer, um die Strangstützlänge 0,8- bis 2-fach mit heißem Stahlstrang zu befüllen) variiert wird, sodass zwischen der am von der Kokille abgewandten Ende der
Strangführungsvorrichtung gemessenen Strangdicke d und der (ebenfalls am Ende der Strangführungsvorrichtung gemessenen) Gießgeschwindigkeit vc in Abhängigkeit der anlagenspezifischen Strangstützlänge L für mehr als 75%, vorzugsweise für mehr als 90% der Betriebszeit der Gießanlage (Betriebszeit bezieht sich auf eine Gießsequenz, z.B. während eines Schicht- oder
Tagesbetriebes bei regulärer Anlagenauslastung) folgende durch Betriebskoeffizienten a, insbesondere durch einen minimalen Betriebskoeffizienten amin und einen maximalen
Betriebskoeffizienten amax definierte Ungleichungsbedingungen eingehalten werden:
min * (L/d2) < vc < amax* (L/d2) .
Hierbei beträgt der minimale Betriebskoeffizient amin 2050, vorzugsweise 2400 und der maximale Betriebskoeffizient amax 2850, vorzugsweise 2800, wobei eine Betriebsführung nahe am maximalen Betriebskoeffizienten (amax) von 2850 angestrebt wird. Die Strangstützlänge L ist in der Einheit [m] , die
Strangdicke d in der Einheit [mm] und die Gießgeschwindigkeit vc in der Einheit [m/min] angegeben.
Die Angabe der vorangehend angeführten Einheiten bezieht sich auf eine hypothetische Angabe, nicht auf reale Messergebnisse oder auf notwendigerweise in spezifischen Gießanlagen
gehandhabte Größen. Es versteht sich, dass die parametrischen Größen der erfindungsgemäßen Ungleichungsbedingungen: amin * (L/d2) < vc < amax* (L/d2) in beliebigen alternativen Einheiten angebbar, insbesondere an der Anlage real messbar sind. Um erfindungsgemäße Betriebskoeffizienten eindeutig zu
definieren, ist jedoch eine Bezugnahme auf Referenz-Einheiten unumgänglich . Jedenfalls ergeben sich bei Transferierung allfälliger alternativer Einheiten in die Einheiten [m] für die
Strangstützlänge L, in die die Einheit [mm] für die
Strangdicke d und in die Einheit [m/min] für die
Gießgeschwindigkeit vc die vorangehend angeführten
Ungleichungsbedingungen bzw. Betriebskoeffizienten, um
erfindungsgemäße Verfahrensbedingungen zu erzielen.
Unter Zugrundelegung der (Referenz- ) Einheiten [m] für die Strangstützlänge L, der Einheit [mm] für die Strangdicke d und der Einheit [m/min] für die Gießgeschwindigkeit vc folgt bei Kürzung der Faktoren die Einheit [mm2/min] für die
Betriebskoeffizienten a.
Analog zum vorangehend Gesagten ergibt sich, dass die
Betriebskoeffizienten amin und amax bei Angabe oder Messung von Strangstützlänge, Strangdicke und Gießgeschwindigkeit in anderen Einheiten als [m] , [mm] und [m/min] in alternativer Einheit bzw. als von den erfindungsgemäß angegebenen Werten nominell abweichende Werte angebbar sind. Bei Umrechnung auf die vorgeschlagenen Referenz-Einheiten [m] , [mm] und [m/min] für Strangstützlänge, Strangdicke und Gießgeschwindigkeit ergeben sich jedenfalls die erfindungsgemäß angeführten
Betriebskoeffizienten amin=2050 bzw. 2400 und amax=2850 bzw. 2800.
Unter Nutzung der erfindungsgemäßen Ungleichungsbedingungen kann fortan, außer während der Angießphase, bei betriebs- oder qualitätsbedingten Absenkungen der Gießgeschwindigkeit die Strangdicke (bis annähernd an die Dicke des Kokillenaustritts) erhöht werden, ohne den Gießprozess zu unterbrechen.
Die erfindungsgemäße dynamische Strangdickenreduzierung unter Einhaltung der durch die vorangehend angeführten Ungleichungen definierten erfindungsgemäßen Bedingungen gewährleistet einerseits eine hohe Fertigungsgüte, indem die Sumpfspitze des Stranges trotz den jeweiligen materialgüteabhängigen Maximalgießgeschwindigkeiten immer bis nahe an das Ende der Strangführungsvorrichtung heranreicht, andererseits kann der Durchsatz der Anlage maximiert werden.
Indem die Sumpfspitze des Stranges - mit Ausnahme der
Angießphase - immer einigermaßen nahe am Ende der
Strangführungsvorrichtung gehalten wird, kann die Gießhitze zur Effizienzsteigerung nachfolgender Walzprozesse eines Gieß- Walz-Verbundes optimal ausgenutzt werden.
Ein aus der erfindungsgemäßen Strangführungsvorrichtung austretender Strang weist nämlich während seiner weiteren Dickenreduzierung in einer der Strangführungsvorrichtung nachgelagerten Vorwalzstraße einen ausreichend heißen
Querschnittskern auf, um mit relativ geringem Energieaufwand gewalzt zu werden, insbesondere wenn der Walzprozess nicht später als nach vier Minuten, vorzugsweise nicht später als nach zwei Minuten nach Strangdurcherstarrung beginnt.
Unter Einhaltung der erfindungsgemäßen Ungleichungsbedingungen ist sichergestellt, dass die Sumpfspitze des Stranges
jedenfalls im kokillenfernen letzten Drittel, vorzugsweise im letzten Viertel, vorzugsweise im letzten Fünftel der
Strangführungsvorrichtung bzw. der Strangstützlänge L liegt.
Die Bewahrung eines möglichst hohen Strangenergieinhalts erweist sich insbesondere bei Endlosverbundverfahren als wesentlicher Vorteil, der in Phasen verringerter
Gießgeschwindigkeit eine Durchsatzverbesserung um bis zu 35% erlaubt (z.B. wenn die Strangdicke dynamisch von ca. 65-70 mm auf 95 mm erhöht wird; Vorraussetzung dafür wäre, dass der Strang am Kokillenaustritt > 95 mm dick ist) .
Bei Endlosverbundverfahren ergibt sich zudem der Vorteil, dass untere Warmband-Grenzdicken selbst bei verringerten
Gießgeschwindigkeiten noch realisierbar sind. Denn würde die Strangdicke in solchem Falle nicht vergrößert, bestünde die Gefahr, dass nicht alle verfügbaren, der Stranggießvorrichtung nachgeordneten Walzgerüste betrieben werden können, was zu einer höheren Enddicke des Warmbandes führte.
Durch den variablen, größeren Strangdicken- und LCR-Bereich zwischen 0 und maximal 40 mm können hohe Durchsätze auch bei Gießgeschwindigkeiten von 3,8-4,5 m/min erreicht werden, sodass auch schwieriger zu vergießende Stahlsorten (z.B.
Stainless Steels, Grain Oriented Steels und Stähle für
Automobil Außenhaut-Warmband) auf einer solchen
Dünnbrammengießanlage, die auch für Gießgeschwindigkeiten > 6 m/min dimensioniert ist, im Endlos-Betrieb auf Dicken unter 1,5 mm, sogar unter 1,2 mm, vorzugsweise auf Dicken unter 1 mm gewalzt werden können.
Für Endlos-Gieß-Walzverbundanlagen gilt weiters: Unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch das inverse
Temperaturprofil im gerade erst erstarrten Strang, d.h. sehr heißer Strangkern (oberhalb von 1300°C) bei gleichzeitig deutlich kühlerer Oberflächentemperatur (unterhalb 1150°C, meist unterhalb 1100°C) energie- und produktoptimal zur
Walzung in den ersten Vorwalzgerüsten verwendet werden. Daraus ergeben sich geringere Walzenergieaufwände in den ersten
Walzgerüsten sowie eine verbesserte Zentrums- sowie
geometrische Qualität der erzeugten Stahlbandprodukte.
Die unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbaren Vorteile lassen sich für eine Vielzahl an Stahlgüten mit unterschiedlichen Zielgießgeschwindigkeiten auf ein und derselben Anlage gut nutzen, wobei eine stündliche oder tägliche Änderung von Anlagen- bzw. Strangstütz- bzw.
Komponentenlängen oder -positionen entfallen kann. Der Energieaufwand beim Walzen von Stahlwarmband wird somit wesentlich verringert und die Effizienz gattungsgemäßer
Anlagen gesteigert.
Um das erfindungsgemäße Verfahren weiter zu optimieren, wurden durch Berechnungen und Versuchsanordnungen und Simulationen spezielle Verfahrensparameter ermittelt, welche hinsichtlich Fertigungsqualität und Energieeffizienz (Energieaufwand je erzeugter Tonne Warmband) einen beutenden Fortschritt in der Herstellung von Stahlwarmband ermöglichen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass während des Stranggießens im Falle einer betriebsnotwendigen, für eine Zeitspanne von mehr als L/vc (zum Einsetzen in die Formel L/vc gelten die zu Anspruch 1
angeführten Referenz-Einheiten) Minuten andauernden Absenkung der Gießgeschwindigkeit vc um mehr als 5%, vorzugsweise um mehr als 10% (wobei durch - optional in einer Automatisierungs¬ bzw. Regelungseinrichtung hinterlegte - Erfahrungswerte,
Experteneinschätzung oder durch Berechnungsmodelle die
Erwartung verifiziert wird, ob die Absenkung der
Gießgeschwindigkeit über eine jeweils als relevant definierte Zeitspanne, z.B. über mindestens 10, 15 oder 30 Minuten andauern wird) , innerhalb von längstens 100 Minuten,
vorzugsweise 60 Minuten, vorzugsweise bereits nach längstens (2*L/vc) Minuten nach erfolgter Absenkung der
Gießgeschwindigkeit vc eine am der Kokille abgewandten Ende der Strangführungsvorrichtung gemessene Gießdicke des Stranges erhöht wird, sodass die Ungleichungsbedingungen amin * (L/d2) < vc < amax* (L/d2) unter Einsetzung der in Anspruch 1
angeführten Betriebskoeffizienten-Werte (wieder) erfüllt sind. Die (Referenz- ) Zeitspanne für eine als betriebsnotwendig angesehene Absenkung der Gießgeschwindigkeit vc wird also als Quotient aus einer Division, bei welcher die Strangstützlänge L den Dividenden und die Gießgeschwindigkeit vc den Divisor bildet, ermittelt, wobei L in der Einheit [m] und vc in der Einheit [m/min] einsetzbar sind.
Die vorangehend angeführten Parameter zur Durchführung
entsprechender Steuerungs- bzw. Regelungsmaßnahmen zur
Strangdickenreduzierung dienen dazu, um einen möglichst stabilen Betrieb der Anlage zu gewährleisten. Insbesondere soll ein zu häufiges, von vernachlässigenswerten
Betriebsschwankungen angeregtes Modifizieren der Strangdicke und somit ein „Überregeln" der Anlage verhindert werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass die Strangstützlänge L in einem Bereich von 9 bis 30 m, vorzugsweise in einem Bereich von 11 bis 23 m liegt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass die Gießgeschwindigkeit vc in einem Bereich von 3,8 bis 7,2 m/min liegt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Strang um 5 bis 40 %, bevorzugt um 5 bis 30 %, besonders bevorzugt um 5 bis 25 % dickenreduziert wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung wird der Strang um 5 bis 40 mm, bevorzugt um 5 bis 30 mm, besonders bevorzugt um 10 bis
25 mm dickenreduziert. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung kann der Strang auf eine Strangdicke zwischen 45 und 140 mm, vorzugsweise auf eine Strangdicke zwischen 75 und 115 mm reduziert werden.
In einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung von Dickbrammen ist es vorgesehen, dass der Strang beim Kokillenaustritt eine Gießdicke zwischen 180 und 450 mm, vorzugsweise zwischen 200 und 280 mm aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass die dynamische Einstellung der Strangdicke mittels der Führungselemente der
Strangführungsvorrichtung auf manuelle Weise, d.h. durch unmittelbare oder mittelbare Veranlassung durch mit der
Vorrichtungssteuerung beauftragtes Betriebspersonal
(typischerweise aus einem Steuerstand heraus) erfolgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass die dynamische Einstellung der Strangdicke mittels der Führungselemente der
Strangführungsvorrichtung auf automatisierte Weise erfolgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass der aus der
Strangführungsvorrichtung ausgetretene (d.h. über das Ende der Strangführungsvorrichtung hinausgeführte) Strang im kontinuierlichen Verfahren, d.h. ohne Abtrennung in
Brammenstücke, in mindestens einem Walzstich um mindestens 30% pro Walzstich, vorzugsweise um mindestens 50% pro Walzstich dickenreduziert wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass mehr als ein Walzstich, vorzugsweise mindestens drei Walzstiche vorgesehen sind.
Anspruch 13 richtet sich auf eine zum erfindungsgemäßen
Verfahren korrespondierende Anlage, umfassend eine Kokille, eine dieser nachgeordnete Strangführungsvorrichtung, welche eine Serie an unteren Führungselementen und eine dazu
gegenüberliegend angeordnete Serie an oberen Führungselementen aufweist und zwischen den beiden Führungselemente-Serien ein zur Aufnahme eines aus der Kokille austretenden Stranges vorgesehener Aufnahmeschacht ausgebildet ist, wobei die Strangführungsvorrichtung eine vom Strang mit einer Gießgeschwindigkeit vc durchlaufbare, zwischen dem Meniskus, d.i. der Badspiegel der Kokille und einem von der Kokille abgewandten Ende der Strangführungsvorrichtung gemessene, anlagenspezifische Strangstützlänge L aufweist. Es ist
vorgesehen, dass zur Dickenreduzierung des Stranges bestimmte Führungselemente (relativ zu einer Längsachse des Stranges) verstellbar und dadurch eine lichte Aufnahmebreite des
Aufnahmeschachts verkleiner- oder vergrößerbar ist, wobei die Strangdicke d bzw. die lichte Aufnahmebreite während des
Gießprozesses bzw. während des Durchgangs des Stranges durch die Strangführungsvorrichtung variabel einstellbar ist, sodass zwischen der am von der Kokille abgewandten Ende der
Strangführungsvorrichtung gemessenen Strangdicke d und der Gießgeschwindigkeit vc in Abhängigkeit der anlagenspezifischen Strangstützlänge L für mehr als 75% der Betriebszeit der
Gießanlage (vorzugsweise für mehr als 90% der Betriebszeit) folgende durch Betriebskoeffizienten a, insbesondere durch einen minimalen Betriebskoeffizienten amin und einen maximalen Betriebskoeffizienten amax definierte Bedingungen einhaltbar sind :
min * (L/d2) < vc < amax* (L/d2) ,
wobei der minimale Betriebskoeffizient amin 2050, vorzugsweise 2400 beträgt und der maximale Betriebskoeffizient amax 2850, vorzugsweise 2800 beträgt, wobei eine Betriebsführung nahe am maximalen Betriebskoeffizienten (amax) von 2850 angestrebt wird. Die Strangstützlänge (L) ist hierbei wiederum in der Einheit [m] , die Strangdicke (d) in der Einheit [mm] und die Gießgeschwindigkeit (vc) in der Einheit [m/min] angebbar (es gilt die Anmerkung zu Anspruch 1) .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass die Strangstützlänge L in einem Bereich von 9 bis 30 m, vorzugsweise in einem Bereich von 11 bis 23 m liegt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass die lichte Dicke eines der Strangführungsvorrichtung zugewandten Kokillenaustritts zwischen 180 und 400 mm, vorzugsweise zwischen 200 und 280 mm beträgt .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass der Strang mit einer
Gießgeschwindigkeit vc von 3,8 bis 7,2 m/min durch die
Strangführungsvorrichtung transportierbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass der Strang durch Veränderung der lichten Aufnahmebreite der Strangführungsvorrichtung um 5 bis 40 mm, bevorzugt um 5 bis 30 mm, besonders bevorzugt um 10 bis 25 mm dickenreduzierbar ist. Hierbei wird der Strang vorzugsweise auf eine Strangdicke zwischen 45 und 140 mm, besonders bevorzugt auf eine Strangdicke zwischen 75 und 115 mm reduziert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass die Führungselemente der Strangführungsvorrichtung auf manuelle Weise verstellbar sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass die Führungselemente der Strangführungsvorrichtung durch eine
Automatisierungseinrichtung entsprechend den vorangehend angeführten erfindungsgemäßen Ungleichungsbedingungen
verstellbar sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass der
Strangführungsvorrichtung eine Vorwalzstraße mit mindestens einem Vorwalzgerüst nachgeordnet ist, in welcher der über das Ende der Strangführungsvorrichtung hinausgeführte Strang im kontinuierlichen Verfahren, d.h. ohne Abtrennung in Brammenstücke, um mindestens 30%, vorzugsweise um mindestens 50% pro Vorwalzgerüst dickenreduziert wird, wobei die
Vorwalzstraße vorzugsweise mindestens drei, besonders
bevorzugt genau vier Vorwalzgerüste umfasst.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass der Vorwalzstraße eine
Fertigwalzstraße nachgeordnet ist, welche vier
Fertigwalzgerüste oder fünf Fertigwalzgerüste umfasst, mittels welchen ein aus der Vorwalzstraße austretendes Zwischenband zu einem Endband mit einer Dicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm, besonders bevorzugt < 1,0 mm reduzierbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass die verstellbaren
Führungselemente in einer der Kokille zugewandten vorderen Hälfte, vorzugsweise in einem der Kokille zugewandten vorderen Drittel der Längserstreckung (der Strangstützlänge L) der
Strangführungsvorrichtung angeordnet sind.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig.l eine erfindungsgemäße Strangführungsvorrichtung in vertikaler Schnittansicht
Fig.2 eine schematische Darstellung einer kontinuierlichen Gieß-Walz-Verbundanlage, die an ihrem vorderen Ende eine Strangführungsvorrichtung gemäß Fig.l umfasst, zur Herstellung eines Stahlstranges in Seitenansicht
Fig.3 ein Abschnitt der Strangführungsvorrichtung in geschnittener Detailansicht
Fig.4 einen Strangquerschnitt in einem LCR-Reduktionsbereich Fig.5 ein Prozessdiagramm eines erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens
Fig.6 ein weiteres Prozessdiagramm eines erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens
Fig.7 ein weiteres Prozessdiagramm eines erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens
Fig.8 ein weiteres Prozessdiagramm eines erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens
Fig.9 ein weiteres Prozessdiagramm eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
Fig.10 ein Prozessdiagramm zur Veranschaulichung exemplarischer Betriebs führungen
Ausführung der Erfindung Fig.2 zeigt in rein beispielhafter Weise eine Anlage 1, mittels welcher ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. Vorzugsweise findet das erfindungsgemäße Verfahren bei Anlagen zur kontinuierlichen Herstellung von Stahlsträngen Einsatz, es kann jedoch auch bei Anlagen zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband
eingesetzt werden.
Ersichtlich ist eine vertikale Gießanlage mit einer
Kokille 2, in der Stränge 3 gegossen werden.
Der Kokille 2 vorgelagert ist eine Pfanne 21, welche über eine keramische Zulaufdüse einen Verteiler 22 mit flüssigem Stahl beschickt. Der Verteiler 22 beschickt in weiterer Folge die die Kokille 2, an welche eine in Fig.l in Detail ersichtliche Strangführungsvorrichtung 6 anschließt.
In Fig.2 ist ersichtlich, wie sich an die
Strangführungsvorrichtung 6 aus Fig.l zwei Walzstraßen, nämlich eine Vorwalzstrasse 4 und eine Fertigwalzstraße 5 zum kontinuierlichen Erzeugen von Stahlwarmband anschließen können .
In der Vorwalzstrasse 4, die aus einem oder aus mehreren
Gerüsten (wie in Fig.2) bestehen kann, wird der Strang 3 auf eine Zwischendicke gewalzt. Beim Vorwalzen findet die
Umwandlung von Gussgefüge in feinkörnigeres Walzgefüge statt.
Die Anlage 1 umfasst des Weiteren EntZunderungseinrichtungen 23, 24 und in Fig.2 nicht dargestellte Abtrenneinrichtungen, welche im Wesentlichen dem Stand der Technik entsprechen und auf welcher daher an dieser Stelle nicht näher eingegangen sei. Die z.B. in Form von Schnellscheren ausgeführten
Abtrenneinrichtungen können an beliebiger Position der Anlage 1, insbesondere zwischen der Vorwalzstraße 4 und der
Fertigwalzstraße 5 und/oder in einem der Fertigwalzstraße 5 nachgeordneten Bereich angeordnet sein.
Es sei angemerkt, dass es auch möglich ist, eine
Abtrenneinrichtung (vorzugsweise eine Pendelschere) zwischen der Strangführungsvorrichtung 6 und der Vorwalzstrasse 4 anzuordnen, um gegebenenfalls, insbesondere im Notfall eine Strang- bzw. Brammentrennung bzw. Stahlbundtrennung
vorzunehmen. Wesentlich ist hierbei, dass der
Abtrenneinrichtung und dem Einlauf (der Achse) des ersten Vorwalzgerüstes viel kürzer ist als eine einem gesamten
Stahlbund entsprechende Strang- bzw. Brammenlänge.
Hinter der Vorwalzstrasse 4 ist eine Heizeinrichtung 7 für das Zwischenband 3' angeordnet. Die Heizeinrichtung 7 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Induktionsofen
ausgeführt. Vorzugsweise findet ein Querfelderwärmungs- Induktionsofen Einsatz, was die Anlage 1 besonders
energieeffizient macht. Alternativ könnte die Heizeinrichtung 7 auch als konventioneller Ofen z.B. mit Flammenbeaufschlagung ausgeführt sein. Hinter der Erwärmung in der Heizeinrichtung 7 erfolgt - nach einer zwischengeschalteten optionalen Entzunderung - die
Fertigwalzung in der mehrgerüstigen Fertigwalzstraße 5 auf eine gewünschte Enddicke und Endwalztemperatur und
anschließend eine Bandkühlung in einer Kühlstrecke 18 sowie letztlich ein Aufwickeln zu Stahlbunden mittels
Unterflurhaspeln 19.
Erfindungsgemäß werden folgende Verfahrensschritte
durchgeführt :
Zunächst wird mit einer Kokille 2 ein Strang 3 gegossen. Der Strang 3 wird im Liquid-Core-Reduction (LCR-) Verfahren mittels der Strangführungsvorrichtung 6 bei flüssigem
Querschnittskern auf eine gewünschte Strangdicke d
dickenreduziert . Eine zwischen dem Meniskus 13, d.i. der Gießspiegel der
Kokille 2 und einem der Vorwalzstraße 4 zugewandten Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 gemessene, anlagenspezische Strangstützlänge L kann in einem Bereich von 9-30 m,
vorzugsweise in einem Bereich von 11-23 m liegen. Der in Fig.3 im Detail ersichtliche Meniskus 13 befindet sich i.d.R. wenige Zentimeter unterhalb der Oberkante der
üblicherweise aus Kupfer gefertigten Kokille 2.
Die Strangstützlänge L wird hierbei zwischen dem Meniskus 13 der Kokille 2 und der Achse der letzten, einer Vorwalzstraße 4 zugewandten Rolle einer und unten noch näher beschriebenen oberen Führungselemente-Serie 10 gemessen (betrachtet in einer Seitenansicht der Anlage 1 bei zu den Achsen der Rollen paralleler Blickrichtung gemäß Fig.2) . Bei exakter Messung wird die Strangstützlänge L an einer gegenüber dem
Mittelpunkt des Krümmungsradius des Stranges 3 bzw. der
Strangführungsvorrichtung 6 äußeren Breitseite des Stranges 3 bzw. der Strangführungsvorrichtung 6 (sowie eines Abschnitts des Inneren der Kokille 2) gemessen. Zur besseren
Erkennbarkeit der von Stützrollen 10 tangierten äußeren
Breitseite des Stranges 3 bzw. der Strangstützlänge L ist in Fig.l eine zur Strangstützlänge L konzentrische
Hilfsbemaßungslinie L' eingezeichnet.
In der Vorwalzstraße 4 erfolgt ein Vorwalzen des Stranges 3 zu einem Zwischenband 3' in mindestens drei Walzstichen, d.h. unter Einsatz von drei Vorwalzgerüsten 4i, 42, 43, vorzugsweise in vier Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier
Vorwalzgerüsten 4i, 42, 43 und 44.
Zwischen dem Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 und einem Einlaufbereich der Vorwalzstraße 4 wird lediglich eine durch eine Umgebungstemperatur bedingte Abkühlung des Stranges 3 zugelassen, d.h. es erfolgt keine artifizielle Kühlung des Stranges 3 mittels einer Kühlvorrichtung. Die Oberfläche des
Stranges 3 weist in diesem Bereich im Mittel eine Temperatur > 1050°C, bevorzugt > 1000°C auf.
Zwischen dem Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 und dem ersten Vorwalzgerüst 41 ist eine vorzugsweise klappbare thermische Abdeckung vorgesehen, um die Wärme möglichst im
Strang 3 zu halten. Die thermische Abdeckung umgibt eine zum Transport des Stranges 3 vorgesehene, üblicherweise als
Rollentisch ausgeführte Fördervorrichtung zumindest
abschnittsweise. Unmittelbar vor den Unterflurhaspeln 19 wird das Endband 3' ' zwischen Treibrollen 25 geklemmt, die das Endband 3'' auch führen und unter Bandzug halten.
Wie in Fig.l ersichtlich, umfasst die
Strangführungsvorrichtung 6 mehrere zum Durchlauf des Stranges 3 vorbestimmte Führungssegmente 16 gemäß Fig.3, welche jeweils von einer (in Fig.3 nicht dargestellten) unteren Serie an
Führungselementen 9 und einer dazu parallel oder konvergierend angeordneten oberen Serie an Führungselementen 10 konstituiert werden .
Jedes Führungselement der unteren Führungselemente-Serie 9 ist einem gegenüberliegenden Führungselement der oberen
Führungselemente-Serie 10 zugeordnet. Die Führungselemente sind somit beiderseits der Breitseiten des Stranges 3
paarweise angeordnet.
Zwischen den beiden Führungselemente-Serien 9, 10 ist ein zur Aufnahme eines aus der Gießanlage 2 austretenden Stranges 3 vorgesehener Aufnahmeschacht 11 ausgebildet, welcher durch Ausbildung unterschiedlicher Abstände gegenüberliegender
Führungselemente 9, 10 zueinander in Transportrichtung des Stranges 3 zumindest abschnittsweise verjüngt ist und dadurch der Strang 3 dickenreduzierbar ist. Die Führungselemente 9, 10 sind als drehbar gelagerte Rollen ausgeführt.
Wie in Fig.l ersichtlich, können die die oberen und unteren Führungselemente- bzw. Rollen-Serien 9, 10 jeweils wiederum in (Sub-) Serien spezifischer Rollen mit unterschiedlichen
Durchmessern und/oder Achsabständen gegliedert sein.
Die Führungselemente der oberen Führungselemente-Serie 10 sind selektiv tiefenverstellbar bzw. können an die Führungselemente der unteren Führungselemente-Serie 9 angenähert werden. Eine Verstellung der Führungselemente der oberen Führungselemente- Serie 10 und somit eine Veränderung des lichten
Aufnahmequerschnitts 12 der Strangführungsvorrichtung 6 kann z.B. mittels eines hydraulischen Antriebs erfolgen. Eine der gewünschten Strangdicke d entsprechende und zwischen einander gegenüberliegenden oberen und unteren Führungselementen gemessene lichte Aufnahmebreite 12 des Aufnahmeschachts 11 der Strangführungsvorrichtung 6 könnte z.B. von 140 mm auf 110 mm verkleinert werden. Zur Dickenreduzierung des Stranges 3 sind z.B. drei bis acht Führungselemente ( -Paare ) eines der Kokille 2 zugewandten - aber nicht zwingend an die Kokille 2 anschließenden - ersten Führungssegmentes 16' verstellbar. Alternativ können auch mehrere aneinandergereihte Führungssegmente 16 zur LCR- Dickenreduzierung angewendet werden, die unmittelbar oder mittelbar an die Kokille anschließen.
Die Strangdicke d bzw. die lichte Aufnahmebreite 12 ist beliebig einstellbar.
Die Verstellung der jeweiligen Führungselemente 9, 10 erfolgt in einer im Wesentlichen orthogonal zur Transportrichtung des Stranges 3 verlaufenden Richtung, wobei sowohl die oberen Führungselemente 10 als auch die unteren Führungselemente 9 verstellbar sein können. Wie in Fig.3 ersichtlich, sind obere Führungselemente 10 an korrespondierenden Stützelementen 17 angelenkt, welche vorzugsweise hydraulisch verstellbar sind.
Die Einstellung der Strangdicke d bzw. der lichten
Aufnahmebreite 12 erfolgt erfindungsgemäß dynamisch, d.h. während des Gießprozesses bzw. während des kontinuierlich- quasistationären Durchgangs des Stranges 3 durch die
Strangführungsvorrichtung 6. Bei der dynamischen Einstellung der Strangdicke d wird diese während des Durchgangs eines Stranges 3 durch die Strangführungsvorrichtung 6 mehrmals und beliebig oft verändert.
Die Strangdicke d wird mindestens 2 mal pro Gießsequenz bzw. mindestens 1 zusätzliches mal über initiale Strangdicken- Einstellvorgänge während der Angießphase (=die ersten 5-15 Minuten einer Gießsequenz) hinaus variiert, sodass zwischen der am von der Kokille 2 abgewandten Ende 14 der
Strangführungsvorrichtung 6 gemessenen Strangdicke d und der ebenfalls am Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6
gemessene) Gießgeschwindigkeit vc in Abhängigkeit der anlagenspezifischen Strangstützlänge L für mehr als 75% der Betriebszeit der Gießanlage (Betriebszeit bezieht sich auf eine Gießsequenz, z.B. während eines Tagesbetriebes bei regulärer Anlagenauslastung) , vorzugsweise für mehr als 90% der Betriebszeit, folgende durch Betriebskoeffizienten a, insbesondere durch einen minimalen Betriebskoeffizienten amin und einen maximalen Betriebskoeffizienten amax definierte
Ungleichungsbedingungen eingehalten werden:
min * (L/d2) < vc < amax* (L/d2) . Hierbei beträgt der minimale Betriebskoeffizient amin 2050, vorzugsweise 2400 und der maximale Betriebskoeffizient amax 2850, vorzugsweise 2800.
Damit die vorliegenden Ungleichungsbedingungen Gültigkeit haben, ist eine Bezugnahme auf Referenz-Einheiten
erforderlich: Die Strangstützlänge L ist hierbei in der
Einheit [m] , die Strangdicke d in der Einheit [mm] und die Gießgeschwindigkeit vc in der Einheit [m/min] angegeben. Daraus folgt die (als Arbeitshypothese dienende) Einheit [mm2/min] für die Betriebskoeffizienten a. Es sei darauf hingewiesen, dass sich die Angabe der
vorangehend angeführten Einheiten auf hypothetische Angaben bezieht und in der Praxis anlagen-, länder- oder
sprachspezifisch anders gewählte bzw. messtechnisch ermittelte oder in Rechenprozessen gehandhabte Einheiten auftreten können.
Jedenfalls ergeben sich bei Transferierung allfälliger
alternativer Einheiten in die Einheiten [m] für die
Strangstützlänge L, in die die Einheit [mm] für die
Strangdicke d und in die Einheit [m/min] für die
Gießgeschwindigkeit vc die erfindungsgemäß angeführten
Ungleichungsbedingungen bzw. Betriebskoeffizienten, um
erfindungsgemäße Verfahrensbedingungen zu erzielen. Die vorangehende Ungleichung bzw. die erfindungsgemäßen
Bedingungen werden für mehr als 60%, vorzugsweise für mehr als 90% der vergossenen Stahlgruppen und Kühlbedingungen
eingehalten . Solcherart kann bei betriebsbedingten Absenkungen der
Gießgeschwindigkeit vc die Strangdicke d (bis annähernd an die Dicke des Kokillenaustritts) erhöht werden, ohne den
Gießprozess zu unterbrechen.
Die verstellbaren Führungselemente 9, 10 sind vorzugsweise in einer der Kokille 2 zugewandten vorderen Hälfte, vorzugsweise in einem der Kokille 2 zugewandten vorderen Drittel der
Längserstreckung der Strangführungsvorrichtung 6 angeordnet.
Jedenfalls erfolgt die erfindungsgemäße dynamische
Strangdickenreduzierung in einem Bereich des Stranges 3, in welchem mehr als 20%, vorzugsweise mehr als 50% des
Querschnitts des Stranges 3 noch flüssig ist - und das
kennzeichnet die LCR-Reduktion im Besonderen. In Fig.4 ist hierzu auf schematische Weise ein Querschnitt eines aktuell in einem Erstarrungsprozess befindlichen Stranges 3 dargestellt, wobei ein zentrischer Bereich 26 des Strangquerschnitts noch flüssig und ein schraffiert dargestellter peripherer Bereich 28 des Strangquerschnitts bereits erstarrt ist. Zwischen dem flüssigen Bereich 26 und dem erstarrten Bereich 28 befindet sich ein intermediärer Bereich 27, in welchem der Strang 3 von teigiger Konsistenz, also weder vollständig flüssig noch ganz fest ist.
Es sei angemerkt, dass bei bereits eingangs erwähnten Soft- Reduction-Verfahren gemäß dem Stand der Technik, bei welchen in der Nähe des kokillenfernen Endes der
Strangführungsvorrichtung 6 eine geringfügige Stauchung des Stranges 3 erfolgt, diese Stauchung ausschließlich in einem Bereich des Stranges 3 vorgenommen wird, in welchem der Strangquerschnitt durchwegs teigig oder fest ist, d.h. auch in der Strangmitte keinen flüssigen Bereich mehr aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass während des Stranggießens im Falle einer betriebsnotwendigen, für eine Zeitspanne von mehr als (L/vc) - die (Referenz- ) Zeitspanne wird also als Quotient aus einer Division, bei welcher die Strangstützlänge L den Dividenden und die Gießgeschwindigkeit vc den Divisor bildet, ermittelt, wobei L in der Einheit [m] und vc in der Einheit [m/min] einsetzbar sind - Minuten andauernden Absenkung der
Gießgeschwindigkeit vc um mehr als 5%, vorzugsweise um mehr als 10%, innerhalb von längstens 100 Minuten, vorzugsweise
innerhalb von längstens 60 oder von längstens 30 Minuten, besonders bevorzugt bereits nach längstens (2*L/vc) Minuten nach erfolgter Absenkung der Gießgeschwindigkeit vc eine am der Kokille 2 abgewandten Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 zugewandten Kokillenaustritt gemessene Gießdicke des Stranges 3 erhöht wird, sodass die Ungleichungsbedingungen amin * (L/d2) < vc < amax* (L/d2) (wieder) erfüllt sind. In der Praxis wird durch optional in einer Automatisierungs¬ bzw. Regelungseinrichtung 20 hinterlegte Erfahrungswerte oder durch Berechnungsmodelle die Erwartung verifiziert, ob die Absenkung der Gießgeschwindigkeit vc über eine jeweils als relevant definierte Zeitspanne, z.B. über mindestens 10, 15 oder 30 Minuten andauern wird, um einen möglichst stabilen Betrieb der Anlage zu gewährleisten.
Die dynamische Einstellung der Strangdicke d mittels der
Führungselemente 9, 10 der Strangführungsvorrichtung 6 kann auf manuelle Weise erfolgen. Die dynamische Einstellung wird dann bevorzugt von der Betriebsmannschaft in Abhängigkeit der aktuellen Gießgeschwindigkeit eingestellt, sofern sich diese nur fallweise ändert. Fällt die Gießgeschwindigkeit vc aus den erfindungsgemäß definierten Zusammenhängen nach unten oder nähert sich dieser Untergrenze rasch/bedenklich, wird die Betriebsmannschaft durch eine Ausgabeeinrichtung darauf hingewiesen, um die Liquid Core Reduction (LCR) so zu
verringern, dass die Strangdicke d ansteigt, und um so den erfindungsgemäßen Zusammenhang bzw. die vorangehend
angeführten Ungleichungsbedingungen eindeutig oder mit gutem Sicherheitsabstand zu durch die Betriebskoeffizienten amin und amax definierten Grenzbedingungen wieder zu erreichen.
In einer bevorzugten Aus führungs form der dynamischen
Strangdickenreduzierung kann diese Funktion auch von einer in Fig.l schematisch eingezeichneten Automatisierungseinrichtung 20 übernommen werden, insbesondere dann, wenn relativ häufige Dicken- oder Geschwindigkeitsänderungen üblich oder
erforderlich wären. Zu diesem Zwecke sind die Führungselemente 9, 10 der Strangführungsvorrichtung 6 durch die
Automatisierungseinrichtung 20 entsprechend den vorangehend angeführten erfindungsgemäßen Ungleichungsbedingungen
verstellbar. Bei der Automatisierungseinrichtung 20 handelt es sich um eine prozessorgesteuerte Regelungseinrichtung. Die Automatisierungseinrichtung 20 ist in der Lage, eine beliebige Anzahl an Führungselementen 9, 10 und Führungssegmenten 16 selektiv oder im Verbund anzusteuern. Steuer- und
Regelungsaktivitäten der Automatisierungseinrichtung 20 können sowohl basierend auf mit dieser in Datenverbindung stehende prozesstechnische Sensoren als auch durch Berechnungen und Simulationen erfolgen. Ein intelligenter Betrieb der
Automatisierungseinrichtung 20 kann insbesondere durch
Programmlogiken basierend auf in einer Speichereinrichtung abgelegten, anlagenspezifischen Erfahrungswerten und auf Prinzipien des „fuzzy logic" ermöglicht werden.
Die Gießgeschwindigkeit vc der Anlage liegt vorzugsweise in einem Bereich von 3,8 bis 7,2 m/min. Um die Kapazität der Anlage auszunützen, wäre es theoretisch auch möglich, die quer zur Strangdicke d gemessene
Strangbreite mittels seitlicher Strangführungselemente zu vergrößern oder zu verkleinern. Da das Produktionsprogramm aber in der Regel auf Bestellungen mit fest definierten
Produktbreiten beruht und bei Fertigung verschieden breiter Strangchargen logistische Probleme, insbesondere
unwirtschaftliche Lagerhaltungskosten entstehen würden, ist das Stellglied „Strangbreite" eher ungeeignet, um ein
Durchsatzoptimum zu erzielen.
Der Strang 3 wird um 5 bis 40 %, bevorzugt um 5 bis 30 %, besonders bevorzugt um 5 bis 25 % dickenreduziert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung wird der Strang 3 um 5 bis 40 mm, bevorzugt um 5 bis 30 mm, besonders bevorzugt um 10 bis 25 mm dickenreduziert. Im Falle einer Dickenreduktion des Stranges 3 um 15 bis 30 mm ist somit die am Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 gemessene
Strangdicke d um 15 bis 30 mm geringer als an einem der
Strangführungsvorrichtung 6 zugewandten Kokillenaustritt. Der Strang 3 kann hierbei auf eine Strangdicke d zwischen 45 und 140 mm, vorzugsweise auf eine Strangdicke d zwischen 75 und 115 mm reduziert werden.
In einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung von Dickbrammen ist es vorgesehen, dass der Strang 3 beim Kokillenaustritt eine Gießdicke zwischen 180 und 450 mm, vorzugsweise zwischen 200 und 280 mm aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der
Erfindung ist es vorgesehen, dass der aus der
Strangführungsvorrichtung 6 ausgetretene (d.h. über das Ende 14 der Strangführungsvorrichtung hinausgeführte) Strang 3 im kontinuierlichen Verfahren, d.h. ohne Abtrennung in
Brammenstücke, in mindestens einem Walzstich um mindestens 30% pro Walzstich, vorzugsweise um mindestens 50% pro Walzstich dickenreduziert wird.
Vorzugsweise sind jedoch mindestens drei Walzstiche
vorgesehen . Die Vorwalzstraße 4 umfasst zu diesem Zweck mindestens drei, besonders bevorzugt genau vier Vorwalzgerüste 4i, 42, 43, 44.
Wie ebenfalls in Fig.2 ersichtlich, ist der Vorwalzstraße 4 eine bereits erwähnte Fertigwalzstraße 5 nachgeordnet, welche vier Fertigwalzgerüste 5i, 52, 53, 54 oder fünf
Fertigwalzgerüste 5i, 52, 53, 54, 5s umfasst, mittels welchen ein aus der Vorwalzstraße 4 austretendes Zwischenband 3' zu einem Endband 3'' mit einer Dicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm, besonders bevorzugt < 1,0 mm reduzierbar ist.
Die Figuren 5-9 zeigen Prozessdiagramme, anhand welcher
Gießprozesse unter Einhaltung der erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Ungleichungsbedingungen veranschaulicht sind.
Auf den Ordinaten dieser Diagramme ist die Gießgeschwindigkeit vc in der Einheit [m/min] aufgetragen, während auf der Abszisse die Strangdicke d in der Einheit [mm] aufgetragen ist. Fig.5 beschreibt eine Anlage mit einer Strangstützlänge L=13m, Fig.6 eine Anlage mit einer Strangstützlänge L=17,5m, Fig.7 eine Anlage mit einer Strangstützlänge L=21,5m, Fig.8 eine Anlage mit einer Strangstützlänge L=23m und Fig.9 eine Anlage mit einer Strangstützlänge L=27m. In jedem Diagramm gemäß Fig.5-9 sind vier im Wesentlichen hyperbelförmige Linien 29, 30, 31 und 32 ersichtlich, wobei Linie 29 einem in die erfindungsgemäße Ungleichung
einsetzbaren Betriebskoeffizienten a=2050 entspricht, Linie 30 einem Betriebskoeffizienten a=2400, Linie 31 einem
Betriebskoeffizienten a=2800 und Linie 32 einem
Betriebskoeffizienten a=2850. Somit entsprechen die Linien 29 und 30 Betriebsführungen gemäß den in der Ungleichung
* (L/d2) < vc < amax* (L/d2) angeführten (vorzugsweisen) minimalen Betriebskoeffizienten amin , während die Linien 31 und 32 Betriebsführungen gemäß den (vorzugsweisen) maximalen Betriebskoeffizienten amax
entsprechen .
Zur besseren grafischen Aufbereitung wurde ein zwischen den beiden (ersten bevorzugten) Betriebskoeffizienten a von 2050 (Linie 29) und 2850 (Linie 32) liegender Bereich mit einer einfachen 45°-Schraffür versehen, während ein zwischen den beiden (zweiten bevorzugten) Betriebskoeffizienten a von 2400 (Linie 30) und 2800 (Linie 31) liegender Bereich mit einer quer bzw. orthogonal zur ersten Schraffur verlaufenden
weiteren Schraffur versehen wurde. Der zwischen den (zweiten bevorzugten) Betriebskoeffizienten a von 2400 (Linie 30) und 2800 (Linie 31) verlaufende Bereich ist somit kariert
dargestellt und befindet sich innerhalb des von den Linien 29 und 32 begrenzten Gürtels. Aufgrund der bereits dargelegten Problematik der
SumpfSpitzenposition des Stranges 3 versteht es sich, dass bei einem Gießprozess eine umso kleinere Gießgeschwindigkeit vc zu wählen ist, je kürzer die Strangstützlänge L einer jeweiligen Anlage ist (eine in Transportrichtung über das Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 hinauswandernde Sumpfspitze würde zu einem Ausbauchen bzw. sogar Aufplatzen des Stranges 3 führen) .
Aus den Diagrammen gemäß Fig.5-9 kann herausgelesen werden, in welchem Maße man die Strangdicke d erhöhen kann, falls die Gießgeschwindigkeit vc betriebsbedingt gedrosselt wird.
Ganz allgemein können die vorliegenden Diagramme auch
herangezogen werden, um jene Strangdicke d zu ermitteln, mit welcher man bei gegebener Strangstützlänge L und
Gießgeschwindigkeit vc einen Betrieb der Anlage im Bereich des Durchsatzoptimums ermöglicht.
Im Sinne eines ökonomischen Anlagenbetriebs werden bei
sämtlichen Strangstützlängen bzw. in sämtlichen
Prozessdiagrammen Betriebsführungen nahe an Linie 32, d.i. in sämtlichen Figuren 5-9 die oberste Linie, angestrebt.
Es sei angemerkt, dass man sich bei der
gießgeschwindigkeitsabhängigen Wahl von Strangdicken d im Bereich der obersten Linie 32 (entspricht einem maximalen Betriebskoeffizienten amax von 2850) zumindest bei speziellen Stahlgüten bereits in einem gießtechnisch kritischen Bereich bewegt. Um also ein Hinauswandern der Sumpfspitze über das Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 und somit ein
Ausbauchen des Stranges 3 mit Sicherheit auszuschließen, empfiehlt sich die Wahl einer Betriebsführung, welche etwas unterhalb der durch Linie 32 bzw. durch den maximalen
Betriebskoeffizienten amax von 2850 indiziert ist. Aus diesem Grunde wird eine Betriebsführung nahe von Linie 31, welche einem maximalen Betriebskoeffizienten amax von 2800 entspricht, favorisiert und vorteilhaft auch automationstechnisch
realisiert. Eine automatisierte Betriebsführung erfolgt am besten so, dass kein Überschwingen auftritt, z.B. mittels eines dem Regelungstechniker hinreichend bekannten PI-Reglers mit geringem P-Anteil.
Rein exemplarisch sei die Anwendung der erfindungsgemäßen Diagramme gemäß Fig.5-9 anhand von Fig.5 gezeigt: Für den Fall, dass eine Anlage mit einer Gießgeschwindigkeit
vc = 5 m/min betrieben wird, so ergibt ein Schnittpunkt einer dieser Gießgeschwindigkeit entsprechenden horizontalen Linie 33 mit der dem vorzugsweisen maximalen Betriebskoeffizienten amax von 2800 entsprechenden Linie 31, dass unter Erzielung eines Durchsatzoptimums eine Herstellung von Strängen 3 mit einer Strangdicke von ca. 86 mm möglich ist.
Ergibt sich nun aus bereits vorangehend angeführten
betriebstechnischen Problemen die Notwendigkeit, dass die Gießgeschwindigkeit vc um 1 m/min (gemäß Fig.5 entlang der vertikalen Linie 34) auf 4 m/min vermindert wird, so ergibt ein Schnittpunkt einer der Gießgeschwindigkeit vc = 4 m/min entsprechenden weiteren horizontalen Linie 35 mit der dem vorzugsweisen maximalen Betriebskoeffizienten amax von 2800 entsprechenden Linie 31, dass eine Herstellung von Strängen 3 mit einer Strangdicke von ca. 96 mm möglich ist. Indem also die lichte Aufnahmebreite 12 des Aufnahmeschachts 11 der
Strangführungsvorrichtung 6 durch eine entsprechende
hydraulische Verstellung der Führungselemente 9, 10 um 10 mm vergrößert wird, kann die Anlage auch bei gedrosselter
Gießgeschwindigkeit vc im Bereich ihres Durchsatzoptimums betrieben werden: Die betrieblich notwendige Drosselung der Gießgeschwindigkeit vc von 5 auf 4 m/min führt damit von
5 [m/min] * 86 [mm] =430 [mm*m/min] auf
4 [m/min] * 96 [mm] =384 [mm*m/min] breitenspezifischen
Volumenstroms. Das ist aber immer noch um 44 [mm*m/min] , also 13% mehr als der Wert 4 [m/min] * 86 [mm] =344 [mm*m/min] , der ohne Strangdickenerhöhung realisiert bliebe.
Grundsätzlich ergibt sich gemäß der das erfindungsgemäße
Verfahren veranschaulichenden Diagramme gemäß Fig.5-9 für jede Gießgeschwindigkeit vc keine fixe Strangdicke d, sondern stets ein korrespondierender Strangdickenbereich (und umgekehrt) , unter dem der Gießprozess sinnvoll und erfindungsgemäß führbar ist . In Fig.10 sind mittels Linien 36 und 37 in rein beispielhafter Weise Betriebsführungen eingezeichnet, welche mittels der Automatisierungseinrichtung 20 realisierbar sind. Durch Linie 36 ist eine Mehrpunktregelung veranschaulicht, welche zu einer Zick-Zack-Linie führt.
Durch Linie 37 ist eine geradlinige Regelung in einem
Gießgeschwindigkeitsbereich zwischen 7 und 4,2 m/min bzw. in einem Strangdickenbereich zwischen 94,5 und 120 mm
veranschaulicht .
Es sei angemerkt, dass im Sinne einer hohen Betriebsstabilität vorangehend beschriebene Änderungen der Strangdicke d nur bei relevanten Änderungen der Gießgeschwindigkeit vc (z.B. bei Änderungen von vc um mehr als 0,25 m/min) durchgeführt werden und nicht bei jeder geringfügigen Abweichung der
Gießgeschwindigkeit vc von einer jeweils gewünschten Ziel- Gießgeschwindigkeit .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Stranggießen von Stahl in einer Gießanlage, wobei ein aus einer Kokille (2) austretender Strang (3) im Liquid-Core-Reduction (LCR-) Verfahren mittels einer
anschließenden Strangführungsvorrichtung (6) bei flüssigem Querschnittskern des Stranges (3) dickenreduziert wird, wobei der Strang (3) eine zwischen dem Meniskus (13), d.i. der Badspiegel der Kokille (2) und einem von der Kokille (2) abgewandten Ende (14) der Strangführungsvorrichtung (6) gemessene, anlagenspezifische Strangstützlänge (L) mit einer Gießgeschwindigkeit (vc) durchläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangdicke (d) mittels verstellbarer
Führungselemente (9, 10) der Strangführungsvorrichtung (6) dynamisch eingestellt, d.h. während des Durchgangs des
Stranges (3) durch die Strangführungsvorrichtung (6)
mehrmals und beliebig oft variiert wird, sodass zwischen der am von der Kokille (2) abgewandten Ende (14) der
Strangführungsvorrichtung (6) gemessenen Strangdicke (d) und der Gießgeschwindigkeit (vc) in Abhängigkeit der
anlagenspezifischen Strangstützlänge (L) für mehr als 75%, vorzugsweise für mehr als 90% der Betriebszeit der
Gießanlage folgende durch einen minimalen
Betriebskoeffizienten (amin) und einen maximalen
Betriebskoeffizienten (amax) definierte
Ungleichungsbedingungen eingehalten werden:
min * (L/d2) < vc < amax* (L/d2) , wobei der minimale Betriebskoeffizient (amin) 2050,
vorzugsweise 2400 beträgt und der maximale
Betriebskoeffizient (amax) 2850, vorzugsweise 2800 beträgt und wobei die Strangstützlänge (L) in der Einheit [m] , die am von der Kokille abgewandten Ende der
Strangführungsvorrichtung gemessene Strangdicke (d) in der Einheit [mm] und die Gießgeschwindigkeit (vc) in der Einheit [m/min] angegeben sind, und wobei eine Betriebsführung nahe am maximalen Betriebskoeffizienten (amax) von 2850 angestrebt wird .
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Stranggießens im Falle einer
betriebsnotwendigen, für eine Zeitspanne von mehr als
(L/vc) Minuten andauernden Absenkung der Gießgeschwindigkeit (vc) um mehr als 5%, vorzugsweise um mehr als 10%, innerhalb von längstens 100 Minuten, vorzugsweise 60 Minuten,
vorzugsweise nach längstens (2*L/vc) Minuten nach erfolgter Absenkung der Gießgeschwindigkeit (vc) eine am der Kokille
(2) abgewandten Ende (14) der Strangführungsvorrichtung (6) gemessene Gießdicke des Stranges
(3) erhöht wird, sodass die Ungleichungsbedingungen amin * (L/d2) < vc < amax* (L/d2) erfüllt sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangstützlänge (L) in einem Bereich von 9 bis 30 m, vorzugsweise in einem Bereich von 11 bis 23 m liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gießgeschwindigkeit (vc) in einem Bereich von 3,8 bis 7,2 m/min liegt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der Strang (3) um 5 bis 40 %, bevorzugt um 5 bis 30 %, besonders bevorzugt um 5 bis
25 % dickenreduziert wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass der Strang (3) um 5 bis 40 mm,
bevorzugt um 5 bis 30 mm, besonders bevorzugt um 10 bis
25 mm dickenreduziert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass der Strang (3) auf eine Strangdicke (d) zwischen 45 und 140 mm, vorzugsweise auf eine Strangdicke (d) zwischen 75 und 115 mm reduziert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass der Strang (3) beim Kokillenaustritt eine Gießdicke zwischen 180 und 450 mm, vorzugsweise
zwischen 200 und 280 mm aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die dynamische Einstellung der
Strangdicke (d) mittels der Führungselemente (9, 10) der Strangführungsvorrichtung (6) auf manuelle Weise erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische Einstellung der
Strangdicke (d) mittels der Führungselemente (9, 10) der Strangführungsvorrichtung (6) auf automatisierte Weise erfolgt .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass der aus der Strangführungsvorrichtung (6) ausgetretene Strang (3) im kontinuierlichen Verfahren, d.h. ohne Abtrennung in Brammenstücke, in mindestens einem Walzstich um mindestens 30% pro Walzstich, vorzugsweise um mindestens 50% pro Walzstich dickenreduziert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein Walzstich, vorzugsweise mindestens drei
Walzstiche vorgesehen sind.
13. Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend eine Kokille (2), eine dieser nachgeordnete Strangführungsvorrichtung (6), welche eine Serie an unteren Führungselementen (9) und eine dazu gegenüberliegend angeordnete Serie an oberen
Führungselementen (10) aufweist und zwischen den beiden Führungselemente-Serien (9, 10) ein zur Aufnahme eines aus der Kokille (2) austretenden Stranges (3) vorgesehener
Aufnahmeschacht (11) ausgebildet ist, wobei die
Strangführungsvorrichtung (6) eine vom Strang (3) mit einer Gießgeschwindigkeit (vc) durchlaufbare, zwischen dem Meniskus (13), d.i. der Badspiegel der Kokille (2) und einem von der Kokille (2) abgewandten Ende (14) der
Strangführungsvorrichtung (6) gemessene, anlagenspezifische Strangstützlänge (L) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Dickenreduzierung des Stranges (3) bestimmte
Führungselemente (9, 10) verstellbar und dadurch eine lichte Aufnahmebreite (12) des Aufnahmeschachts (11) verkleiner- oder vergrößerbar ist, wobei die Strangdicke (d) bzw. die lichte Aufnahmebreite (12) während des Gießprozesses bzw. während des Durchgangs des Stranges (3) durch die
Strangführungsvorrichtung (6) variabel einstellbar ist, sodass zwischen der am von der Kokille (2) abgewandten Ende (14) der Strangführungsvorrichtung (6) gemessenen
Strangdicke (d) und der Gießgeschwindigkeit (vc) in
Abhängigkeit der anlagenspezifischen Strangstützlänge (L) für mehr als 75%, bevorzugt für mehr als 90% der
Betriebszeit der Gießanlage folgende durch
Betriebskoeffizienten (a) , insbesondere durch einen
minimalen Betriebskoeffizienten (amin) und einen maximalen Betriebskoeffizienten (amax) definierte Bedingungen
einhaltbar sind:
min * (L/d2) < vc < amax* (L/d2) ,
wobei der minimale Betriebskoeffizient (amin) 2050,
vorzugsweise 2400 beträgt und der maximale
Betriebskoeffizient (amax) 2850, vorzugsweise 2800 beträgt, wobei die Strangstützlänge (L) in der Einheit [m] , die Strangdicke (d) in der Einheit [mm] und die
Gießgeschwindigkeit (vc) in der Einheit [m/min] angebbar sind, wobei eine Betriebsführung nahe am maximalen
Betriebskoeffizienten (amax) von 2850 angestrebt wird.
14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Strangstützlänge (L) in einem Bereich von 9 bis 30 m, vorzugsweise in einem Bereich von 11 bis 23 m liegt.
15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Dicke eines der Strangführungsvorrichtung (6) zugewandten Kokillenaustritts zwischen 180 und 400 mm, vorzugsweise zwischen 200 und 280 mm beträgt.
16. Anlage nach Anspruch einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (3) mit einer
Gießgeschwindigkeit (vc) von 3,8 bis 7,2 m/min durch die Strangführungsvorrichtung (6) transportierbar ist.
17. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, dass der Strang (3) durch Veränderung der lichten Aufnahmebreite (12) der Strangführungsvorrichtung (6) um 5 bis 40 mm, bevorzugt um 5 bis 30 mm, besonders bevorzugt um 10 bis 25 mm dickenreduzierbar ist, wobei der Strang (3) vorzugsweise auf eine Strangdicke (d) zwischen 45 und 140 mm, besonders bevorzugt auf eine Strangdicke (d) zwischen 75 und 115 mm reduzierbar ist.
18. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (9, 10) der
Strangführungsvorrichtung (6) auf manuelle Weise verstellbar sind .
19. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die Führungselemente (9, 10) der
Strangführungsvorrichtung (6) durch eine
Automatisierungseinrichtung (20) verstellbar sind.
20. Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, dass der Strangführungsvorrichtung (6) eine Vorwalzstraße (4) mit mindestens einem Vorwalzgerüst (4i) nachgeordnet ist, in welcher der über das Ende (14) der Strangführungsvorrichtung (6) hinausgeführte Strang (3) im kontinuierlichen Verfahren, d.h. ohne Abtrennung in
Brammenstücke, um mindestens 30%, vorzugsweise um mindestens 50% pro Vorwalzgerüst (4i) dickenreduziert wird, wobei die Vorwalzstraße (4) vorzugsweise mindestens drei, besonders bevorzugt genau vier Vorwalzgerüste (4i, 42, 43, 44) umfasst.
21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der
Vorwalzstraße (4) eine Fertigwalzstraße (5) nachgeordnet ist, welche vier Fertigwalzgerüste (5i, 52, 53, 54) oder fünf Fertigwalzgerüste (5i, 52, 53, 54, 55) umfasst, mittels welchen ein aus der Vorwalzstraße (4) austretendes
Zwischenband (3') zu einem Endband (3'') mit einer Dicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm, besonders bevorzugt < 1,0 mm reduzierbar ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren Führungselemente (9, 10) in einer der Kokille (2) zugewandten vorderen Hälfte, vorzugsweise in einem der Kokille (2) zugewandten vorderen Drittel der Längserstreckung der Strangführungsvorrichtung (6) angeordnet sind.
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