WO2023156116A1 - Dry casting in a combined casting-rolling installation - Google Patents

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WO2023156116A1
WO2023156116A1 PCT/EP2023/051136 EP2023051136W WO2023156116A1 WO 2023156116 A1 WO2023156116 A1 WO 2023156116A1 EP 2023051136 W EP2023051136 W EP 2023051136W WO 2023156116 A1 WO2023156116 A1 WO 2023156116A1
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WO
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strand
cooling
dry
casting
channel
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PCT/EP2023/051136
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German (de)
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Inventor
Josef Watzinger
Simon Grosseiber
Thomas Lengauer
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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    • B21B13/22—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories for rolling metal immediately subsequent to continuous casting, i.e. in-line rolling of steel
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    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B35/00—Safety belts or body harnesses; Similar equipment for limiting displacement of the human body, especially in case of sudden changes of motion
    • A62B35/0006—Harnesses; Accessories therefor
    • A62B35/0018—Full body harnesses covering at least shoulders and thighs
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    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of combined casting and rolling plants for the production of hot-rolled finished strip.
  • a strand with a slab or thin slab cross section is produced continuously in a continuous casting plant of the combined casting and rolling plant.
  • the continuously cast strand is hot-rolled in the hot state either to form a pre-strip and then to the finished strip or directly from the strand to the finished strip.
  • WO 2021013488 A1 discloses a method for producing a finished steel strip in a combined casting and rolling plant and a combined casting and rolling plant suitable for this purpose. Furthermore, such systems can also be found in CN 104525566 A, WO 2018082966 A1 and WO 2019068444 A1.
  • DE 102011075627 A1 teaches a secondary cooling device within a strand guiding device for cooling a metal strand and a method for operating the secondary cooling device.
  • the strand In the continuous casting plant according to the prior art (see Fig. 1) of an Arvedi ESP type combined casting and rolling plant (see Fig. 4), the strand, after it leaves the mold, is first in a bending zone and in the subsequent curved strand guide using high pressure Cooling nozzles with water (water only), and subsequently in the straightening zone (also called reverse bending zone) and in the horizontal strand guide through cooling nozzles with an air-water mixture (engl. air-mist) cooled.
  • the continuous caster is designed in such a way that the solidification length of the strand (metallurgical length) is smaller than the length of the continuous caster in the most critical production scenario.
  • the metallurgical length can be significantly shorter than the continuous caster length, e.g. when the casting speed is significantly slower than the maximum speed of the continuous caster, e.g. in connection with:
  • a change in the casting format can also have analogous effects.
  • the strand suffers a sometimes considerable temperature loss in the area from the end of the metallurgical length to the exit from the continuous casting plant, which subsequently has a disadvantageous effect in the rolling mill of the combined casting and rolling plant
  • the prior art does not show how the temperature loss of the strand in the continuous casting installation can be reduced even at low casting speeds and how the segments or the strand guide rollers in the continuous casting installation can still be protected from overheating.
  • the object of the invention is to change an existing combined casting-rolling plant and a method for producing a hot-rolled finished strip in such a way that the strand leaves the horizontal strand guide of the continuous casting plant at a high strand temperature even at low casting speeds, but without the segments or .the strand guide rollers overheat.
  • this should increase the energy efficiency of the continuous casting plant in connection with a hot rolling mill.
  • the flexibility in setting the strand temperature is to be increased, which expands the possible operating parameters of the continuous caster from the minimum and maximum possible casting speeds and from the minimum and maximum possible strand thicknesses.
  • a higher strand temperature leads to more scale growth of the strand in the continuous caster, so that the effectiveness of descaling the strand after continuous casting is increased. This measure also improves the surface quality of the pre-strip.
  • the device aspect of the invention is solved by a combined casting and rolling plant for producing a hot-rolled finished strip according to claim 1 .
  • Preferred embodiments are subject of the dependent claims.
  • a combined casting and rolling plant for the production of a hot-rolled finished strip, comprising a continuous casting plant for the continuous casting of a strand with a slab or thin slab cross section made of steel; optionally a strand descaler for descaling the strand; a roughing train with 2, 3 or 4 roughing stands for rough-rolling the billet into a bar; preferably an induction furnace for heating the pre-strip to rolling temperature; optional a pre-strip descaler for descaling the pre-strip; a 4-, 5-, 6-, or 7-stand finishing mill for finish-rolling the sliver to the finished strip; a cooling section for cooling the finished strip down to the coiling temperature; and a coiler for coiling the finished strip.
  • the continuous casting plant comprises: a mold with primary cooling for cooling molten steel, a partially solidified strand with a thin strand shell and a liquid core being formed in the mold and the strand being continuously drawn out of the mold; a bending zone for bending the partially solidified strand from vertical into an arc shape; an arcuate strand guide for supporting, guiding and further cooling the strand; a straightening zone for bending the strand back from the arc shape to the horizontal, the strand being cooled at least in the bending zone, the arc-shaped strand guide and preferably in the straightening zone by cooling nozzles of a secondary cooling system (typically by so-called water-only or air-mist cooling nozzles); and a horizontal strand guide for supporting and guiding the strand.
  • a secondary cooling system typically by so-called water-only or air-mist cooling nozzles
  • the horizontal strand guide has at least one, preferably several (e.g. 2, 3, 4, 5 or more) dry castable segments, wherein the dry cast segments each have several strand guide rollers arranged one behind the other in the transport direction above and several strand guide rollers arranged one behind the other in the transport direction below the strand, wherein the strand guide rollers of the dry casting segments have at least one decentralized, axial cooling duct for cooling with a liquid coolant, preferably cooling water, on the inside of the lateral surface guiding the strand, so that the strand guide rollers do not reach unacceptably high temperatures during a casting sequence in dry operation, with each Dry cast segment has cooling nozzles for cooling the top and bottom of the strand and at least one valve for adjusting the amount of coolant to the cooling nozzles, and wherein a dry cast segment optionally either 1) in dry operation, i.e. without spraying a liquid or liquid-gaseous coolant onto the strand, or 2) can be operated in wet mode, ie by spraying a liquid
  • each dry cast segment also includes a plurality of hydraulic cylinders for adjusting a spacing (and preferably reducing the thickness of the strand) between the strand guide rolls above and below the strand. Due to the several hydraulic cylinders, not only can the distance between the top and bottom strand guide rollers of a dry cast segment be adjusted to different strand thicknesses, but it is also possible to further reduce the strand thickness not only in the curved strand guide, but also in the dry cast segments, whereby the Strand in this area can either be partially solidified (engl. liquid or soft core reductiori) or preferably even solidified (engl. hard reductiori). Through this the internal quality of the strand is improved.
  • this makes it possible to reduce the thickness of the strand (eg, strand thickness of 110 mm) to the finished strip (eg, with a final thickness of 0.6 mm) in the continuous casting plant, which is not inconsiderable. As a result, fewer reduction steps or lower degrees of reduction are necessary in the hot rolling mill, which reduces the complexity of the hot rolling mill.
  • either one or more dry castable dry casting segments are used in the horizontal strand guide for guiding the strand, the strand being guided in a dry casting segment by several strand guide rollers arranged one behind the other in the transport direction above and several strand guide rollers arranged one behind the other in the transport direction below the strand .
  • the dry casting segment has cooling or spray nozzles for cooling the top and bottom of the strand and at least one valve for adjusting the amount of coolant to the cooling nozzles.
  • the strand guide rollers of the dry casting segments are designed in such a way that they do not reach an impermissibly high temperature in dry operation, even during a casting sequence that lasts several hours (e.g. 8 hours).
  • the use of dry-castable dry cast segments in the horizontal strand guide of the continuous caster with cooling nozzles can ensure that the metallurgical length is always smaller than the length of the continuous caster, even at high casting speeds.
  • the cooling intensity of the cooling nozzles in this area can be reduced or completely switched off so that the strand always leaves the continuous caster with the highest possible strand temperature.
  • the cooling channel or the typically several cooling channels have a substantially constant distance from the cylindrical lateral surface, with the decentralized cooling channel (i.e. not arranged centrally in the radial direction) being preferred for cooling the strand guide rollers with a liquid coolant, preferably cooling water, in the axial direction is flown through in the axial and radial direction.
  • the strand guide roller in particular the lateral surface and preferably also the bearings, is cooled by a liquid cooling medium, so that neither the lateral surface nor the bearings of the strand guide roller overheat in dry operation and even when the strand is at a standstill.
  • the cooling channel is at a constant distance from the cylindrical lateral surface and runs along the lateral surface in the axial direction, preferably in the axial and radial direction (ie spirally or helically).
  • the cylindrical lateral surface has a very uniform surface temperature, so that so-called stripes on the strand due to non-uniform cooling are avoided.
  • the cooling medium enters in the longitudinal direction at a first end of the strand guide roller through a feed into a typically central inlet-side channel, the cooling medium is guided from the inlet-side channel through a radial channel to the cooling channel, and then the cooling medium flows through the cooling channel, thereafter, the cooling medium is guided from the cooling channel through a further radial channel into a downstream channel, and the cooling medium leaves the strand guide roll through the downstream channel at a second end of the strand guide roll.
  • the mold has a cavity so that the partially solidified strand fills the mold at the output end with a thickness of 70 to 150 mm, preferably 90 to 130 mm, and a width of 900 to 2500 mm, preferably from 1200 to 2100 mm.
  • the continuous caster has a thermal model for calculating the solidification point of the strand in real time during continuous casting as a function of the overheating of the steel (engl. superheat, i.e. the temperature difference between the temperature and the liquidus temperature of the melt) and preferably the bronze.
  • Composition of the steel melt, the cooling capacity of the primary cooling, the positions and the amounts of coolant applied to the strand of the secondary cooling and the casting speed of the strand are particularly advantageous if the continuous caster has a thermal model for calculating the solidification point of the strand in real time during continuous casting as a function of the overheating of the steel (engl. superheat, i.e. the temperature difference between the temperature and the liquidus temperature of the melt) and preferably the bronze.
  • Composition of the steel melt, the cooling capacity of the primary cooling, the positions and the amounts of coolant applied to the strand of the secondary cooling and the casting speed of the strand are particularly advantageous if the continuous caster has a thermal model for calculating the solidification point
  • the solidification point can be determined online during continuous casting, so that it is subsequently possible to adjust the cooling in the horizontal strand guide accordingly during continuous casting.
  • valve or valves for adjusting the amount of coolant to the spray nozzles are connected to the thermal model in terms of signals, so that a dry cast segment can be operated either dry or wet in the transport direction.
  • another induction furnace for heating the strand preferably an inductive edge heater for heating the edges of the strand, is arranged between the last dry-casting segment of the continuous caster and the roughing train, preferably between the last dry-casting segment of the continuous caster and the strand descaler. This avoids "cold" strand edges, which improves the quality of the finished strip.
  • the solution is provided by a method for producing a hot-rolled finished strip in a combined casting and rolling plant, comprising the method steps: continuous casting of a strand with a slab or thin slab cross section made of steel in a continuous casting plant; optionally descaling the strand by a strand descaler; rough-rolling the billet into a pre-strip by a roughing train with 2, 3 or 4 roughing stands; preferably heating the sliver to rolling temperature by an induction furnace; optional descaling of the pre-strip by a pre-strip descaler; finish-rolling the sliver into the finished strip by a 4-, 5-, 6-, or 7-stand finishing mill; Cooling of the finished strip to coiling temperature in a cooling section; and coiling the finished strip in a coiler.
  • Continuous casting comprises the following process steps: Cooling of a steel melt by primary cooling in a vertical mold, a partially solidified strand with a thin strand shell and a liquid core being formed and the partially solidified strand being continuously drawn out of the mold; bending the partially solidified strand from vertical into an arcuate shape in a bending zone; supporting, guiding and cooling the strand in an arcuate strand guide; Bending back or straightening the strand from the arc shape to the horizontal in a straightening zone, the strand being cooled at least when bending in the arc-shaped strand guide and preferably when bending back by cooling nozzles of a secondary cooling system; and supporting and guiding the strand in a horizontal strand guide.
  • the process according to the invention is characterized in that the strand is guided in the horizontal strand guide through at least one, preferably through several, dry casting segments, with the strand between several strand guide rollers arranged one behind the other in the transport direction above and several strand guide rollers arranged one behind the other in the transport direction below the Strand is guided, wherein the strand guide rollers of the dry casting segments have at least one decentralized, axial cooling channel on the inside of the cylindrical lateral surface guiding the strand. Flow of a liquid coolant through the cooling channel, so that the strand guide rollers in the Do not reach impermissibly high temperatures in dry operation.
  • each dry cast segment comprises cooling nozzles for cooling the top and bottom of the strand and has at least one valve for adjusting the amount of coolant to the cooling nozzles, Adjusting an amount of coolant to the cooling nozzles, wherein a dry cast segment operates either 1) dry, ie without a liquid or liquid spraying gaseous coolant onto the strand, or in 2) wet operation, ie by spraying a liquid or liquid-gaseous coolant onto the strand.
  • the valve is closed during the transition from wet operation to dry operation, and the valve is at least partially opened during a transition from dry operation to wet operation.
  • the coolant When flowing through, the coolant preferably has a constant distance from the lateral surface, with the flow preferably taking place in the axial and radial direction.
  • the cooling medium enters in the longitudinal direction of the strand guide roller at a first end through a feed into a channel on the inlet side, the cooling medium is then guided from the channel on the inlet side through a radial channel to the cooling channel on the inside of the lateral surface, and the cooling medium then flows through the cooling channel, subsequently the cooling medium is guided from the cooling channel through a further radial channel to a downstream channel, and finally the cooling medium leaves the strand guide roll through the downstream channel at a second end.
  • the strand has a thickness of 70 to 150 mm, preferably between 90 and 120 mm, a width of 900 to 2500 mm, preferably from 1200 to 2100 mm, at the output end of the mold mm, and a casting speed between 3 and 8 m/min.
  • a thermal model calculates the solidification point of the strand in real time during continuous casting as a function of the overheating of the steel (superheat) and preferably the bronze. Composition of the steel melt, the cooling capacity of the primary cooling, the positions and the amount of coolant applied to the strand of the secondary cooling and the casting speed of the strand are calculated.
  • the at least one dry cast segment is preferably operated wet in the transport direction before the solidification point and the at least one dry cast segment is operated dry in the transport direction after the solidification point. This measure ensures that the strand leaves the continuous casting installation at the highest possible temperature.
  • a distance between the strand guide rollers above and below the strand is adjusted by a plurality of hydraulic cylinders and preferably the partially solidified or solidified strand is reduced in thickness by changing the distance between the strand guide rollers above and below the strand by means of the hydraulic cylinder.
  • the thickness of the partially solidified or fully solidified strand is reduced.
  • FIG. 1 shows a representation of the cooling media used in different areas of a continuous casting plant for the continuous casting of a strand with a slab or thin slab cross section made of steel, according to the prior art
  • FIG. 2 shows a representation of the cooling media used in different areas of a continuous casting plant for continuous casting of a strand with a slab or thin slab cross section made of steel
  • FIG. 3 shows a perspective view of a dry cast segment for a continuous casting plant of a combined casting and rolling plant according to the invention
  • 5 shows a schematic representation of an Arvedi ESP type composite casting/rolling system according to the invention
  • 6 shows a schematic representation of a first internally cooled strand guide roller for a dry cast segment
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a second internally cooled strand guide roll for a dry cast segment
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the calculation of the solidification point of the strand using a thermal model and the transition from wet to dry operation in a dry casting segment.
  • FIG. 4 shows a schematic of an Arvedi-ESP type combined casting and rolling plant according to the prior art with a continuous casting plant 1 (see FIG. 1) for the continuous casting of a strand of steel with a slab or thin slab cross section with a thickness between 80 and 100 mm , a pre-rolling train 10 with three pre-rolling stands R1 ... R3 for pre-rolling the hot strand into a pre-strip, an induction furnace 11 for heating the pre-strip to rolling temperature, a pre-strip descaler 12 for descaling the heated pre-strip, a finishing train 13 with five finishing rolling stands F1.
  • this combined casting-rolling system is typically operated in continuous operation, so that the strand from the continuous casting system 1 uncut into the roughing train 10, the pre-strip from the roughing train 10 uncut into the finishing train 13 and the finished strip is first cut through the shears 15 immediately before being coiled becomes.
  • FIG. 1 shows the continuous casting plant 1 from FIG. 4 in more detail.
  • molten steel is cooled by a primary cooling system 7, so that a partially solidified strand with a thin strand shell and a liquid core is formed.
  • the partially solidified strand 41 is continuously drawn out of the mold 2.
  • the partially solidified strand is then bent into an arc shape in the bending zone 3 and guided along the arcuate strand guide 4 by strand guide segments.
  • the strand is bent back into the horizontal and runs into the horizontal strand guide 6 .
  • the strand 41 is directly below the mold 2, the bending zone 3, the arcuate strand guide 4 and in the Straightening zone 5 is cooled by cooling nozzles of a high-pressure water spray cooling system 8 and in the horizontal strand guide 6 by cooling nozzles of an air-water cooling system 9 .
  • the strand guide segments in the horizontal strand guide 6 of the continuous casting plant 1 cannot be dry cast, i.e. the strand must also be further cooled in this area in order to prevent the strand guide segments, e.g. the hydraulic cylinders, from overheating To prevent strand guide rollers or the nozzle tips of the cooling nozzles.
  • the solidification point of the strand in the transport direction T is not exactly known, so that to avoid a strand that has not completely solidified at the end of the horizontal strand guide 6, a strand that may already have solidified is further cooled.
  • a dry cast segment 20 is shown in FIG.
  • the strand which is not shown here, is guided by a number of strand guide rollers 21 below and above the strand.
  • the strand guide rollers 21 of the dry casting segment 20 are internally cooled strand guide rollers that have a decentralized cooling channel 26 (see FIGS. 6 and 7, each with an example of such a strand guide roller) below the lateral surface 25.
  • the internal cooling is particularly efficient, so that the red-hot strand in dry operation does not overheat the strand guide rollers, even when the machine is at a standstill.
  • the dry casting segment 20 has four hydraulic cylinders 22 for changing the distance between the lower and upper strand guide rollers 21 .
  • the thickness of the strand can be reduced by the hydraulic cylinders 22 in conjunction with the strand guide rollers 21 .
  • the strand is assigned an English subjected to hard reduction, soft reduction or liquid core reduction.
  • the dry cast segment 20 can be operated either in dry operation or in wet operation. In wet operation, typically several spray Cooling nozzles 23 on the top and bottom of the dry casting segment 20 apply a cooling medium (either liquid cooling water or an air-water mixed air-mist) to the strand.
  • the drying segment 20 has heat shields 42 for shielding the hydraulic cylinders 22 from the heat of the typically red-hot steel strand 41.
  • the heat shields enclose the hydraulic cylinders 22 towards the string so that the radiant heat from the string does not damage the hydraulic cylinders 22.
  • FIG. 5 shows an Arvedi ESP type combined casting and rolling plant according to the invention with a continuous casting plant 1 with two dry casting segments 20 in the area of the horizontal strand guide 6 and a strand descaler 43 after the last dry casting segment 20 and before the first roughing stand R1 of the roughing train 10 .
  • the remaining units are arranged as in FIG.
  • FIG. 6 shows a first embodiment of an internally cooled strand guide roller 21 which can be used in the dry casting segments 20.
  • a three-crowned strand guide roller is involved, which is supported in the axial direction x by bearings 27, here, for example, roller or spherical roller bearings.
  • the liquid cooling medium (cooling water) flows through a feed (not shown)--here a rotary feed--into the channel 29 on the inlet side.
  • the inflow-side channel 29 is arranged centrally, with the cooling water also cooling the area of the leftmost bearing 27 .
  • the cooling water flows from the inlet-side channel 29 through a radial channel 30 to a plurality of cooling channels 26 which are at a constant distance from the lateral surface 25 .
  • the cooling channels 26 flow through the jacket of the strand guide roller 21 in the axial direction x. There are plugs at the ends of the cooling channels 26 so that the cooling water cannot escape.
  • the cooling channels 26 are evenly distributed over the circumference of the lateral surface 25, so that the lateral surface 25 is evenly cooled.
  • another radial channel 30 connects the cooling channel 26 to the central channel.
  • a plug 44 is provided to prevent a hydraulic short circuit.
  • the cooling water is then fed through the central channel to the second (here middle) bale and cools it in an analogous manner.
  • the cooling water is led through another central channel to the third (here on the right) bale and cools it in an analogous way.
  • the cooling water is discharged through a channel 31 on the outlet side through a rotary feedthrough.
  • FIG. 7 shows a second embodiment of an internally cooled strand guide roller 21 that can be used in the dry casting segments 20. Also in this case delt it is a three-crowned strand guide roller, which is mounted four times in the axial direction x by bearings 27. At the first end 28a of the strand guide roller 21, liquid cooling water flows through a feed, not shown—here a rotary feed—into the channel 29 on the inlet side. The inflow-side channel 29 is arranged centrally, with the cooling water also cooling the area of the leftmost bearing 27 .
  • the cooling water flows from the inlet-side channel 29 through a radial channel 30 to the cooling channel 26 which has a constant distance from the lateral surface 25 and runs below the lateral surface 25 in the axial x and radial direction (ie spirally). Since the cooling channel extends in a spiral shape, the lateral surface 25 is evenly and strongly cooled.
  • another radial channel 30 connects the cooling channel 26 to the central channel.
  • the cooling water is then fed through the central channel to the second (here middle) bale and cools it in an analogous manner. Then the cooling water is led through another central channel to the third (here on the right) bale and cools it in an analogous way.
  • the cooling water is discharged through a channel 31 on the outlet side through a rotary feedthrough.
  • a thermal model 33 calculates the overheating (superheat) of the steel 34 and the brazen steel using the input variables.
  • the solidification point DP is greater than the position of the dry casting segment Pos., the valve 24, which can close or open the coolant supply to the cooling nozzles 23 of the dry casting segment 20, is opened so that the strand 41 in the dry casting segment 20 is cooled.
  • valve 24 is closed.
  • the cooling medium is conveyed from a tank 39 by a pump 40 and supplies the cooling nozzles 23 via the valve 24.
  • a single thermal model 33 it is of course possible for a single thermal model 33 to be used to determine the operating mode of a plurality of dry cast segments 20.
  • the valve 24 is not a switching valve with two positions (fully open or closed), but is designed as a continuous valve which, depending on the control, can assume any position between fully open and fully closed. In this way, for example, the strand temperature at the end of the horizontal strand guide 6 can be measured and regulated to a specific strand temperature via the coolant quantity to the cooling nozzles 23 .

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Abstract

The invention relates to the technical field of combined casting-rolling installation for producing hot-rolled finished strip. The aim of the invention is to modify an existing combined casting-rolling installation and a method for producing a hot-rolled finished strip in such a way that the strand leaves the horizontal strand guide of the continuous casting installation at a high strand temperature even at low casting speeds, but without the segments or the strand guide rolls overheating. The horizontal strand guide (6) of the continuous casting installation has at least one, preferably multiple, dry-castable dry-cast segments (20), the dry-cast segments (20) each having a plurality of strand guide rolls, arranged one behind the other in the transport direction (T), above and below the strand (41), the strand guide rolls of the dry-cast segments (20) having, on the inside of the lateral surface guiding the strand (41), at least one decentralised axial cooling channel for cooling with a liquid coolant so that the strand guide rollers do not reach inadmissibly high temperatures during a casting sequence in dry operation (32), wherein each dry-cast segment (20) has cooling nozzles for cooling the upper and lower side of the strand (41) and at least one valve for adjusting the quantity of coolant to the cooling nozzles, and wherein a dry-cast segment (20) can be selectively operated either 1) in dry operation (32), i.e. without spraying a liquid or liquid-gas coolant onto the strand (41), or 2) in wet operation , i.e. by spraying a liquid or liquid-gas coolant onto the strand (41).

Description

Beschreibung Description
Trockengießen in einer Gieß-Walz-Verbundanlage Dry casting in a combined casting and rolling system
Gebiet der Technik field of technology
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Gieß-Walz-Verbundanlagen zur Herstellung von warmgewalztem Fertigband. In einer Stranggießanlage der Gieß- Walz-Verbundanlage wird ein Strang mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt kontinuierlich hergestellt. Der stranggegossene Strang wird in der Gieß-Walz-Verbundanlage im warmen Zustand entweder zu einem Vorband und anschließend zu dem Fertigband oder direkt vom Strang zu dem Fertigband warmgewalzt. The present invention relates to the technical field of combined casting and rolling plants for the production of hot-rolled finished strip. A strand with a slab or thin slab cross section is produced continuously in a continuous casting plant of the combined casting and rolling plant. In the combined casting and rolling plant, the continuously cast strand is hot-rolled in the hot state either to form a pre-strip and then to the finished strip or directly from the strand to the finished strip.
Stand der Technik State of the art
Aus der WO 2021013488 A1 sind ein Verfahren zur Herstellung eines Fertigbands aus Stahl in einer Gieß-Walz-Verbundanlage und eine dazu geeignete Gieß-Walz-Verbund- anlage bekannt. Weiters sind derartige Anlagen auch aus der CN 104525566 A, der WO 2018082966 A1 und der WO 2019068444 A1 zu entnehmen. WO 2021013488 A1 discloses a method for producing a finished steel strip in a combined casting and rolling plant and a combined casting and rolling plant suitable for this purpose. Furthermore, such systems can also be found in CN 104525566 A, WO 2018082966 A1 and WO 2019068444 A1.
Die DE 102011075627 A1 lehrt eine Sekundärkühleinrichtung innerhalb einer Strangführungseinrichtung zum Kühlen eines Metallstrangs und ein Verfahren zum Betreiben der Sekundärkühleinrichtung. DE 102011075627 A1 teaches a secondary cooling device within a strand guiding device for cooling a metal strand and a method for operating the secondary cooling device.
In der Stranggießanlage nach dem Stand der Technik (siehe Fig 1) einer Gieß-Walz- Verbundanlage vom Typ Arvedi ESP (siehe Fig 4) wird der Strang, nachdem er die Kokille verlässt, zunächst in einer Biegezone und in der nachfolgenden bogenförmigen Strangführung mittels Hochdruck Kühldüsen mit Wasser (engl. water only), sowie darauffolgend in der Richtzone (auch Rückbiegenzone genannt) und in der horizontalen Strangführung durch Kühldüsen mit einem Luft-Wassergemisch (engl. air-mist) gekühlt. Die Stranggießanlage ist derart ausgelegt, dass die Erstarrungslänge des Stranges (metallurgische Länge) im kritischsten Produktionsszenario kleiner ist als die Länge der Stranggießanlage. Unter bestimmten Bedingungen kann die metallurgische Länge jedoch bedeutend kürzer sein als die Länge der Stranggießanlage, z.B. wenn die Gießgeschwindigkeit deutlich langsamer ist als die max. Geschwindigkeit der Stranggießanlage, bspw. im Zusammenhang mit: In the continuous casting plant according to the prior art (see Fig. 1) of an Arvedi ESP type combined casting and rolling plant (see Fig. 4), the strand, after it leaves the mold, is first in a bending zone and in the subsequent curved strand guide using high pressure Cooling nozzles with water (water only), and subsequently in the straightening zone (also called reverse bending zone) and in the horizontal strand guide through cooling nozzles with an air-water mixture (engl. air-mist) cooled. The continuous caster is designed in such a way that the solidification length of the strand (metallurgical length) is smaller than the length of the continuous caster in the most critical production scenario. However, under certain conditions the metallurgical length can be significantly shorter than the continuous caster length, e.g. when the casting speed is significantly slower than the maximum speed of the continuous caster, e.g. in connection with:
Güten, die aus Gründen der Vergießbarkeit nur mit relativ geringen Gießgeschwindigkeiten produziert werden können, dem Sequenzanfang und -ende, bei einem Verteilerwechsel, durch die Massenflussbegrenzung bei großen Strangbreiten, durch die Reduzierung des Massenflusses wegen Problemen im Stahlwerk... Grades that can only be produced at relatively low casting speeds for reasons of castability, the sequence start and end, when changing distributors, due to the mass flow limitation with large strand widths, due to the reduction of the mass flow due to problems in the steelworks...
Auch eine Änderung des Gießformates kann analoge Auswirkungen haben. Der Strang erleidet in den oben genannten Fällen im Bereich vom Ende der metallurgischen Länge bis zum Austritt aus der Stranggießanlage einen mitunter erheblichen Temperaturverlust, der sich in weiterer Folge nachteilig im Walzwerk der Gieß-Walz-Verbundanlage auswirkt A change in the casting format can also have analogous effects. In the above-mentioned cases, the strand suffers a sometimes considerable temperature loss in the area from the end of the metallurgical length to the exit from the continuous casting plant, which subsequently has a disadvantageous effect in the rolling mill of the combined casting and rolling plant
(niedrige Temperaturen führen zu höheren Kräften und Momenten in der Vorstraße, sowie höheren Heizleistungen im Induktionsofen). Die Verwendung von Kühldüsen mit einem Luft-Wassergemisch oder mit Wasser mit einer gewissen Mindestkühlleistung ist jedoch bei konventionellen Segmenten notwendig, um die Strangführungsrollen vor Schäden durch Überhitzung zu schützen. Allerdings ist der vorher beschriebene, aus metallurgischer Sicht unnötige, Kühleffekt prozesstechnisch nachteilig. (low temperatures lead to higher forces and moments in the roughing mill, as well as higher heat outputs in the induction furnace). With conventional segments, however, the use of cooling nozzles with an air-water mixture or with water with a certain minimum cooling capacity is necessary in order to protect the strand guide rollers from damage caused by overheating. However, the previously described cooling effect, which is unnecessary from a metallurgical point of view, is disadvantageous in terms of process technology.
Wie der Temperaturverlust des Strangs in der Stranggießanlage selbst bei niedriger Gießgeschwindigkeit reduziert werden kann und dennoch die Segmente bzw. die Strangführungsrollen in der Stranggießanlage vor Überhitzung geschützt werden können, geht aus dem Stand der Technik nicht hervor. The prior art does not show how the temperature loss of the strand in the continuous casting installation can be reduced even at low casting speeds and how the segments or the strand guide rollers in the continuous casting installation can still be protected from overheating.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the Invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine existierende Gieß-Walz-Verbundanlage sowie ein Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten Fertigbands so zu verändern, dass der Strang auch bei niedrigen Gießgeschwindigkeiten die horizontale Strangführung der Stranggießanlage mit einer hohen Strangtemperatur verlässt, ohne dass jedoch die Segmente bzw. die Strangführungsrollen überhitzen. Dadurch soll zum einen die Energieeffizienz der Stranggießanlage in Verbindung mit einem Warmwalzwerk gesteigert werden. Zum anderen soll die Flexibilität bei der Einstellung der Strangtemperatur erhöht werden, wodurch die möglichen Betriebsparameter der Stranggießanlage von minimal und maximal möglichen Gießgeschwindigkeiten sowie von minimal und maximal möglichen Strangdicken erweitert werden. Schließlich führt eine höhere Strangtemperatur zu einem stärkeren Zunderwachstum des Strangs in der Stranggießanlage, sodass die Effektivität des Entzunderns des Strangs nach dem Stranggießen erhöht wird. Durch diese Maßnahme wird somit auch die Oberflächenqualität des Vorbands verbessert. The object of the invention is to change an existing combined casting-rolling plant and a method for producing a hot-rolled finished strip in such a way that the strand leaves the horizontal strand guide of the continuous casting plant at a high strand temperature even at low casting speeds, but without the segments or .the strand guide rollers overheat. On the one hand, this should increase the energy efficiency of the continuous casting plant in connection with a hot rolling mill. On the other hand, the flexibility in setting the strand temperature is to be increased, which expands the possible operating parameters of the continuous caster from the minimum and maximum possible casting speeds and from the minimum and maximum possible strand thicknesses. Finally, a higher strand temperature leads to more scale growth of the strand in the continuous caster, so that the effectiveness of descaling the strand after continuous casting is increased. This measure also improves the surface quality of the pre-strip.
Der vorrichtungsseitige Aspekt der Erfindung wird durch eine Gieß-Walz- Verbundanlage zum Herstellen eines warmgewalzten Fertigbands nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The device aspect of the invention is solved by a combined casting and rolling plant for producing a hot-rolled finished strip according to claim 1 . Preferred embodiments are subject of the dependent claims.
Konkret erfolgt die Lösung durch eine Gieß-Walz-Verbundanlage zum Herstellen eines warmgewalzten Fertigbands, umfassend eine Stranggießanlage zum kontinuierlichen Stranggießen eines Strangs mit einem Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt aus Stahl; optional einen Strang-Entzunderer zum Entzundern des Strangs; eine Vorwalzstraße mit 2, 3 oder 4 Vorwalzgerüsten zum Vorwalzen des Strangs zu einem Vorband; vorzugsweise einen Induktionsofen zum Erwärmen des Vorbands auf Walztemperatur; optio- nal einen Vorband-Entzunderer zum Entzundern des Vorbands; eine Fertigwalzstraße mit 4, 5, 6 oder 7 Fertigwalzgerüsten zum Fertigwalzen des Vorbands zu dem Fertigband; eine Kühlstrecke zum Abkühlen des Fertigbands auf Wickeltemperatur; und eine Haspeleinrichtung zum Aufhaspeln des Fertigbands. Die Stranggießanlage umfasst: eine Kokille mit einer Primärkühlung zum Abkühlen einer Stahlschmelze, wobei sich in der Kokille ein teilerstarrter Strang mit einer dünnen Strangschale und einem flüssigen Kern ausbildet und der Strang kontinuierlich aus der Kokille ausgezogen wird; eine Biegezone zum Abbiegen des teilerstarrten Strangs von der Vertikalen in eine Bogenform; eine bogenförmige Strangführung zum Stützen, Führen und weiteren Abkühlen des Strangs; eine Richtzone zum Rückbiegen des Strangs von der Bogenform in die Horizontale, wobei der Strang zumindest in der Biegezone, der bogenförmigen Strangführung und bevorzugt in der Richtzone durch Kühldüsen einer Sekundärkühlung (typischerweise durch sog. water- only oder air-mist Kühldüsen) abgekühlt wird; sowie eine horizontale Strangführung zum Stützen und Führen des Strangs. Die horizontale Strangführung weist zumindest ein, bevorzugt mehrere (z.B. 2, 3, 4, 5 oder mehr), trockengießfähige Trockengusssegmente auf, wobei die Trockengusssegmente jeweils mehrere, in Transportrichtung hintereinander angeordnete, Strangführungsrollen oberhalb und mehrere, in Transportrichtung hintereinander angeordnete, Strangführungsrollen unterhalb des Strangs aufweisen, wobei die Strangführungsrollen der Trockengusssegmente auf der Innenseite der den Strang führenden Mantelfläche zumindest einen dezentralen, axialen Kühlkanal zum Kühlen mit einem flüssigen Kühlmittel, vorzugsweise Kühlwasser, aufweisen, sodass die Strangführungsrollen während einer Gießsequenz im Trockenbetrieb keine unzulässig hohen Temperaturen erreichen, wobei jedes Trockengusssegment Kühldüsen zum Abkühlen der Ober- und Unterseite des Strangs und zumindest ein Ventil zur Einstellung der Kühlmittelmenge zu den Kühldüsen aufweist, und wobei ein Trockengusssegment wahlweise entweder 1) im Trockenbetrieb, d.h. ohne ein flüssiges oder flüssig-gasförmiges Kühlmittel auf den Strang aufzuspritzen, oder 2) im Nassbetrieb, d.h. durch das Aufspritzen eines flüssigen oder flüssig-gasförmigen Kühlmittels auf den Strang, betrieben werden kann. In concrete terms, the solution is provided by a combined casting and rolling plant for the production of a hot-rolled finished strip, comprising a continuous casting plant for the continuous casting of a strand with a slab or thin slab cross section made of steel; optionally a strand descaler for descaling the strand; a roughing train with 2, 3 or 4 roughing stands for rough-rolling the billet into a bar; preferably an induction furnace for heating the pre-strip to rolling temperature; optional a pre-strip descaler for descaling the pre-strip; a 4-, 5-, 6-, or 7-stand finishing mill for finish-rolling the sliver to the finished strip; a cooling section for cooling the finished strip down to the coiling temperature; and a coiler for coiling the finished strip. The continuous casting plant comprises: a mold with primary cooling for cooling molten steel, a partially solidified strand with a thin strand shell and a liquid core being formed in the mold and the strand being continuously drawn out of the mold; a bending zone for bending the partially solidified strand from vertical into an arc shape; an arcuate strand guide for supporting, guiding and further cooling the strand; a straightening zone for bending the strand back from the arc shape to the horizontal, the strand being cooled at least in the bending zone, the arc-shaped strand guide and preferably in the straightening zone by cooling nozzles of a secondary cooling system (typically by so-called water-only or air-mist cooling nozzles); and a horizontal strand guide for supporting and guiding the strand. The horizontal strand guide has at least one, preferably several (e.g. 2, 3, 4, 5 or more) dry castable segments, wherein the dry cast segments each have several strand guide rollers arranged one behind the other in the transport direction above and several strand guide rollers arranged one behind the other in the transport direction below the strand, wherein the strand guide rollers of the dry casting segments have at least one decentralized, axial cooling duct for cooling with a liquid coolant, preferably cooling water, on the inside of the lateral surface guiding the strand, so that the strand guide rollers do not reach unacceptably high temperatures during a casting sequence in dry operation, with each Dry cast segment has cooling nozzles for cooling the top and bottom of the strand and at least one valve for adjusting the amount of coolant to the cooling nozzles, and wherein a dry cast segment optionally either 1) in dry operation, i.e. without spraying a liquid or liquid-gaseous coolant onto the strand, or 2) can be operated in wet mode, ie by spraying a liquid or liquid-gaseous coolant onto the strand.
Vorzugsweise weist jedes Trockengusssegment außerdem mehrere Hydraulikzylinder zur Einstellung eines Abstands (und bevorzugt zur Dickenreduktion des Strangs) zwischen den Strangführungsrollen oberhalb und unterhalb des Strangs auf. Durch die mehreren Hydraulikzylinder kann nicht nur der Abstand zwischen den oben- und untenliegenden Strangführungsrollen eines Trockengusssegments auf unterschiedliche Strangdicken eingestellt werden, sondern es ist auch möglich, die Strangdicke nicht nur in der bogenförmigen Strangführung, sondern auch in den Trockengusssegmenten weiter zu reduzieren, wobei der Strang in diesem Bereich entweder teilerstarrt (engl. liquid- oder soft-core- reductiori) oder bevorzugt sogar durcherstarrt (engl. hard-reductiori) sein kann. Dadurch wird die Innenqualität des Strangs verbessert. Außerdem ist es dadurch möglich, einen nicht unbeträchtlichen Teil der Dickenreduktion vom Strang (z.B. Strangdicke von 110 mm) zum Fertigband (z.B. mit einer Enddicke von 0,6 mm) bereits in der Stranggießanlage zu verrichten. Dadurch sind im Warmwalzwerk weniger Reduktionsschritte bzw. niedrigere Reduktionsgrade notwendig, was die Komplexität des Warmwalzwerks reduziert. Preferably, each dry cast segment also includes a plurality of hydraulic cylinders for adjusting a spacing (and preferably reducing the thickness of the strand) between the strand guide rolls above and below the strand. Due to the several hydraulic cylinders, not only can the distance between the top and bottom strand guide rollers of a dry cast segment be adjusted to different strand thicknesses, but it is also possible to further reduce the strand thickness not only in the curved strand guide, but also in the dry cast segments, whereby the Strand in this area can either be partially solidified (engl. liquid or soft core reductiori) or preferably even solidified (engl. hard reductiori). Through this the internal quality of the strand is improved. In addition, this makes it possible to reduce the thickness of the strand (eg, strand thickness of 110 mm) to the finished strip (eg, with a final thickness of 0.6 mm) in the continuous casting plant, which is not inconsiderable. As a result, fewer reduction steps or lower degrees of reduction are necessary in the hot rolling mill, which reduces the complexity of the hot rolling mill.
Erfindungsgemäß wird in der horizontalen Strangführung zum Führen des Strangs entweder ein oder werden mehrere trockengießfähige T rockengusssegmente verwendet, wobei der Strang in einem Trockengusssegment durch mehrere, in Transportrichtung hintereinander angeordnete, Strangführungsrollen oberhalb und mehrere, in Transportrichtung hintereinander angeordnete, Strangführungsrollen unterhalb des Strangs geführt wird. Außerdem weist das Trockengusssegment Kühl- bzw. Spritzdüsen zum Abkühlen der Ober- und Unterseite des Strangs und zumindest ein Ventil zur Einstellung der Kühlmittelmenge zu den Kühldüsen auf. Durch diese Ausführung kann ein einzelnes Trockengusssegment bzw. können mehrere oder alle Trockengusssegmente wahlweise entweder 1) im Trockenbetrieb, d.h. ohne ein flüssiges oder flüssig-gasförmiges (engl. air-mist) Kühlmittel auf den Strang aufzuspritzen, oder 2) im Nassbetrieb, d.h. durch das Aufspritzen eines flüssigen oder flüssig-gasförmigen Kühlmittels auf den Strang, betrieben werden. Die Strangführungsrollen der Trockengusssegmente sind derart ausgebildet, dass sie auch während einer Gießsequenz, die mehrere Stunden (z.B. 8 h) dauert, im Trockenbetrieb keine unzulässig hohe Temperatur erreichen. According to the invention, either one or more dry castable dry casting segments are used in the horizontal strand guide for guiding the strand, the strand being guided in a dry casting segment by several strand guide rollers arranged one behind the other in the transport direction above and several strand guide rollers arranged one behind the other in the transport direction below the strand . In addition, the dry casting segment has cooling or spray nozzles for cooling the top and bottom of the strand and at least one valve for adjusting the amount of coolant to the cooling nozzles. With this design, a single dry-casting segment or several or all dry-casting segments can be either 1) in dry operation, i.e. without spraying a liquid or liquid-gaseous (engl. air-mist) coolant onto the strand, or 2) in wet operation, i.e. through spraying a liquid or liquid-gaseous coolant onto the strand. The strand guide rollers of the dry casting segments are designed in such a way that they do not reach an impermissibly high temperature in dry operation, even during a casting sequence that lasts several hours (e.g. 8 hours).
Durch die Verwendung von trockengießfähigen Trockengusssegmenten in der horizontalen Strangführung der Stranggießanlage mit Kühldüsen kann auch bei hohen Gießgeschwindigkeiten sichergestellt werden, dass die metallurgische Länge stets kleiner als die Länge der Stranggießanlage ist. Andererseits kann die Kühlintensität der Kühldüsen in diesem Bereich so weit reduziert bzw. vollständig ausgeschaltet werden, dass der Strang die Stranggießanlage stets mit einer möglichst hohen Strangtemperatur verlässt. Erfindungsgemäß weist der Kühlkanal bzw. weisen die typischerweise mehreren Kühlkanäle einen im Wesentlichen konstanten Abstand zur zylindrischen Mantelfläche auf, wobei der dezentrale (d.h. in radialer Richtung nicht zentrisch angeordnete) Kühlkanal zum Kühlen der Strangführungsrollen von einem flüssigen Kühlmittel, vorzugsweise Kühlwasser, in axialer, bevorzugt in axialer und radialer, Richtung durchströmt wird. Dabei wird die Strangführungsrolle, insbesondere die Mantelfläche und vorzugsweise auch die Lager, durch ein flüssiges Kühlmedium gekühlt, sodass im Trockenbetrieb und selbst bei einem Stillstand des Strangs weder die Mantelfläche noch die Lager der Strangführungsrolle überhitzen. Besonders bevorzugt ist, wenn der Kühlkanal einen konstanten Abstand zur zylindrischen Mantelfläche aufweist und entlang der Mantelfläche in axialer Richtung, bevorzugt in axialer und radialer Richtung (d.h. spiralförmig bzw. helixförmig), verläuft. Durch diese Ausführungsform weist die zylindrische Mantelfläche eine sehr gleichmäßige Oberflächentemperatur auf, sodass sog. Streifen am Strang durch eine ungleichförmige Abkühlung vermieden werden. The use of dry-castable dry cast segments in the horizontal strand guide of the continuous caster with cooling nozzles can ensure that the metallurgical length is always smaller than the length of the continuous caster, even at high casting speeds. On the other hand, the cooling intensity of the cooling nozzles in this area can be reduced or completely switched off so that the strand always leaves the continuous caster with the highest possible strand temperature. According to the invention, the cooling channel or the typically several cooling channels have a substantially constant distance from the cylindrical lateral surface, with the decentralized cooling channel (i.e. not arranged centrally in the radial direction) being preferred for cooling the strand guide rollers with a liquid coolant, preferably cooling water, in the axial direction is flown through in the axial and radial direction. The strand guide roller, in particular the lateral surface and preferably also the bearings, is cooled by a liquid cooling medium, so that neither the lateral surface nor the bearings of the strand guide roller overheat in dry operation and even when the strand is at a standstill. It is particularly preferred if the cooling channel is at a constant distance from the cylindrical lateral surface and runs along the lateral surface in the axial direction, preferably in the axial and radial direction (ie spirally or helically). With this embodiment, the cylindrical lateral surface has a very uniform surface temperature, so that so-called stripes on the strand due to non-uniform cooling are avoided.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform tritt das Kühlmedium in der Längsrichtung an einem ersten Ende der Strangführungsrolle durch eine Zuführung in einen, typischerweise zentrischen, zulaufseitigen Kanal ein, das Kühlmedium wird vom zulaufseitigen Kanal durch einen radialen Kanal zum Kühlkanal geführt, anschließend durchströmt das Kühlmedium den Kühlkanal, danach wird das Kühlmedium vom Kühlkanal durch einen weiteren radialen Kanal in einen ablaufseitigen Kanal geführt, und das Kühlmedium verlässt die Strangführungsrolle durch den ablaufseitigen Kanal an einem zweiten Ende der Strangführungsrolle. In an expedient embodiment, the cooling medium enters in the longitudinal direction at a first end of the strand guide roller through a feed into a typically central inlet-side channel, the cooling medium is guided from the inlet-side channel through a radial channel to the cooling channel, and then the cooling medium flows through the cooling channel, thereafter, the cooling medium is guided from the cooling channel through a further radial channel into a downstream channel, and the cooling medium leaves the strand guide roll through the downstream channel at a second end of the strand guide roll.
Bei Stranggießanlagen für Gieß-Walz-Verbundanlagen ist es besonders günstig, wenn die Kokille einen Hohlraum aufweist, sodass der teilerstarrte Strang die Kokille am ausgangsseitigen Ende mit einer Dicke von 70 bis 150 mm, bevorzugt von 90 bis 130 mm, und einer Breite von 900 bis 2500 mm, bevorzugt von 1200 bis 2100 mm, verlässt. In the case of continuous casting plants for compound casting and rolling plants, it is particularly favorable if the mold has a cavity so that the partially solidified strand fills the mold at the output end with a thickness of 70 to 150 mm, preferably 90 to 130 mm, and a width of 900 to 2500 mm, preferably from 1200 to 2100 mm.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Stranggießanlage ein thermisches Modell zum Berechnen des Durcherstarrungspunkts des Strangs in Echtzeit während des Stranggießens in Abhängigkeit der Überhitzung des Stahls (engl. superheat, d.h. der Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur und der Liquidustemperatur der Schmelze) und vorzugsweise der ehern. Zusammensetzung der Stahlschmelze, der Kühlleistung der Primärkühlung, der Positionen und der den Strang beaufschlagenden Kühlmittelmengen der Sekundärkühlung und der Gießgeschwindigkeit des Strangs aufweist. It is particularly advantageous if the continuous caster has a thermal model for calculating the solidification point of the strand in real time during continuous casting as a function of the overheating of the steel (engl. superheat, i.e. the temperature difference between the temperature and the liquidus temperature of the melt) and preferably the bronze. Composition of the steel melt, the cooling capacity of the primary cooling, the positions and the amounts of coolant applied to the strand of the secondary cooling and the casting speed of the strand.
Durch das thermische Modell kann der Durcherstarrungspunkt während des Stranggießens online bestimmt werden, sodass es in weiterer Folge möglich ist, die Kühlung in der horizontalen Strangführung während des Stranggießens entsprechend einzustellen. With the thermal model, the solidification point can be determined online during continuous casting, so that it is subsequently possible to adjust the cooling in the horizontal strand guide accordingly during continuous casting.
Dazu ist es vorteilhaft, wenn das Ventil bzw. die Ventile zur Einstellung der Kühlmittelmenge zu den Spritzdüsen signaltechnisch mit dem thermischen Modell verbunden sind, sodass ein Trockengusssegment, das in der Transportrichtung wahlweise trocken oder nass betrieben werden kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem letzten Trockengusssegment der Stranggießanlage und der Vorwalzstraße, bevorzugt zwischen dem letzten Trockengusssegment der Stranggießanlage und dem Strang-Entzunderer, ein weiterer Induktionsofen zum Erwärmen des Strangs, vorzugsweise ein induktiver Kantenerwärmer zum Erwärmen der Kanten des Strangs, angeordnet. Dadurch können „kalte“ Kanten des Strangs vermieden werden, wodurch die Qualität des Fertigbands verbessert wird. To this end, it is advantageous if the valve or valves for adjusting the amount of coolant to the spray nozzles are connected to the thermal model in terms of signals, so that a dry cast segment can be operated either dry or wet in the transport direction. In a preferred embodiment, another induction furnace for heating the strand, preferably an inductive edge heater for heating the edges of the strand, is arranged between the last dry-casting segment of the continuous caster and the roughing train, preferably between the last dry-casting segment of the continuous caster and the strand descaler. This avoids "cold" strand edges, which improves the quality of the finished strip.
Der verfahrensseitige Aspekt der Erfindung wird durch ein Verfahren nach Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. The method aspect of the invention is solved by a method according to claim 8. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.
Konkret erfolgt die Lösung durch ein Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten Fertigbands in einer Gieß-Walz-Verbundanlage umfassend die Verfahrensschritte: kontinuierliches Stranggießen eines Strangs mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt aus Stahl in einer Stranggießanlage; optional Entzundern des Strangs durch einen Strang- Entzunderer; Vorwalzen des Strangs zu einem Vorband durch eine Vorwalzstraße mit 2, 3 oder 4 Vorwalzgerüsten; vorzugsweise Erwärmen des Vorbands auf Walztemperatur durch einen Induktionsofen; optional Entzundern des Vorbands durch einen Vorband- Entzunderer; Fertigwalzen des Vorbands zu dem Fertigband durch eine Fertigwalzstraße mit 4, 5, 6 oder 7 Fertigwalzgerüsten; Abkühlen des Fertigbands auf Wickeltemperatur in einer Kühlstrecke; und Aufhaspeln des Fertigbands in einer Haspeleinrichtung. Das kontinuierliche Stranggießen umfasst folgende Verfahrensschritte: Abkühlen einer Stahlschmelze durch eine Primärkühlung in einer vertikalen Kokille, wobei sich ein teilerstarrter Strang mit einer dünnen Strangschale und einem flüssigen Kern ausbildet und der teilerstarrte Strang kontinuierlich aus der Kokille ausgezogen wird; Abbiegen des teilerstarrten Strangs von der Vertikalen in eine Bogenform in einer Biegezone; Stützen, Führen und Abkühlen des Strangs in einer bogenförmigen Strangführung; Rückbiegen bzw. Richten des Strangs von der Bogenform in die Horizontale in einer Richtzone, wobei der Strang zumindest beim Abbiegen in der bogenförmigen Strangführung und bevorzugt beim Rückbiegen durch Kühldüsen einer Sekundärkühlung abgekühlt wird; und Stützen und Führen des Strangs in einer horizontalen Strangführung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strang in der horizontalen Strangführung durch zumindest ein, bevorzugt durch mehrere, Trockengusssegmente geführt wird, wobei der Strang zwischen mehreren, in Transportrichtung hintereinander angeordneten, Strangführungsrollen oberhalb und mehreren, in Transportrichtung hintereinander angeordneten, Strangführungsrollen unterhalb des Strangs geführt wird, wobei die Strangführungsrollen der Trockengusssegmente auf der Innenseite der den Strang führenden zylindrischen Mantelfläche zumindest einen dezentralen, axialen Kühlkanal aufweisen. Durchströmen eines flüssigen Kühlmittels durch den Kühlkanal, sodass die Strangführungsrollen auch im Trockenbetrieb keine unzulässig hohen Temperaturen erreichen. Außerdem umfasst jedes Trockengusssegment Kühldüsen zum Abkühlen der Ober- und Unterseite des Strangs und zumindest ein Ventil zur Einstellung der Kühlmittelmenge zu den Kühldüsen aufweist, Einstellen einer Kühlmittelmenge zu den Kühldüsen, wobei ein Trockengusssegment entweder im 1) Trockenbetrieb, d.h. ohne ein flüssiges oder flüssig-gasförmiges Kühlmittel auf den Strang aufzuspritzen, oder im 2) Nassbetrieb, d.h. durch das Aufspritzen eines flüssigen oder flüssig-gasförmigen Kühlmittels auf den Strang, betrieben wird. Beim Übergang vom Nassbetrieb in den Trockenbetrieb wird das Ventil geschlossen und bei einem Übergang vom Trockenbetrieb in den Nassbetrieb wird das Ventil zumindest teilweise geöffnet. In concrete terms, the solution is provided by a method for producing a hot-rolled finished strip in a combined casting and rolling plant, comprising the method steps: continuous casting of a strand with a slab or thin slab cross section made of steel in a continuous casting plant; optionally descaling the strand by a strand descaler; rough-rolling the billet into a pre-strip by a roughing train with 2, 3 or 4 roughing stands; preferably heating the sliver to rolling temperature by an induction furnace; optional descaling of the pre-strip by a pre-strip descaler; finish-rolling the sliver into the finished strip by a 4-, 5-, 6-, or 7-stand finishing mill; Cooling of the finished strip to coiling temperature in a cooling section; and coiling the finished strip in a coiler. Continuous casting comprises the following process steps: Cooling of a steel melt by primary cooling in a vertical mold, a partially solidified strand with a thin strand shell and a liquid core being formed and the partially solidified strand being continuously drawn out of the mold; bending the partially solidified strand from vertical into an arcuate shape in a bending zone; supporting, guiding and cooling the strand in an arcuate strand guide; Bending back or straightening the strand from the arc shape to the horizontal in a straightening zone, the strand being cooled at least when bending in the arc-shaped strand guide and preferably when bending back by cooling nozzles of a secondary cooling system; and supporting and guiding the strand in a horizontal strand guide. The process according to the invention is characterized in that the strand is guided in the horizontal strand guide through at least one, preferably through several, dry casting segments, with the strand between several strand guide rollers arranged one behind the other in the transport direction above and several strand guide rollers arranged one behind the other in the transport direction below the Strand is guided, wherein the strand guide rollers of the dry casting segments have at least one decentralized, axial cooling channel on the inside of the cylindrical lateral surface guiding the strand. Flow of a liquid coolant through the cooling channel, so that the strand guide rollers in the Do not reach impermissibly high temperatures in dry operation. In addition, each dry cast segment comprises cooling nozzles for cooling the top and bottom of the strand and has at least one valve for adjusting the amount of coolant to the cooling nozzles, Adjusting an amount of coolant to the cooling nozzles, wherein a dry cast segment operates either 1) dry, ie without a liquid or liquid spraying gaseous coolant onto the strand, or in 2) wet operation, ie by spraying a liquid or liquid-gaseous coolant onto the strand. The valve is closed during the transition from wet operation to dry operation, and the valve is at least partially opened during a transition from dry operation to wet operation.
Vorzugsweise weist das Kühlmittel beim Durchströmen einen konstanten Abstand zur Mantelfläche auf, wobei bevorzugt das Durchströmen in axialer und radialer Richtung erfolgt. When flowing through, the coolant preferably has a constant distance from the lateral surface, with the flow preferably taking place in the axial and radial direction.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform tritt das Kühlmedium in der Längsrichtung der Strangführungsrolle an einem ersten Ende durch eine Zuführung in einen zulaufseitigen Kanal ein, das Kühlmedium wird anschließend vom zulaufseitigen Kanal durch einen radialen Kanal zu dem Kühlkanal auf die Innenseite der Mantelfläche geführt, anschließend durchströmt das Kühlmedium den Kühlkanal, nachfolgend wird das Kühlmedium vom Kühlkanal durch einen weiteren radialen Kanal zu einem ablaufseitigen Kanal geführt, und schließlich verlässt das Kühlmedium die Strangführungsrolle durch den ablaufseitigen Kanal an einem zweiten Ende. In an expedient embodiment, the cooling medium enters in the longitudinal direction of the strand guide roller at a first end through a feed into a channel on the inlet side, the cooling medium is then guided from the channel on the inlet side through a radial channel to the cooling channel on the inside of the lateral surface, and the cooling medium then flows through the cooling channel, subsequently the cooling medium is guided from the cooling channel through a further radial channel to a downstream channel, and finally the cooling medium leaves the strand guide roll through the downstream channel at a second end.
Insbesondere bei Stranggießanlagen für Gieß-Walz-Verbundanlagen ist es vorteilhaft, wenn der Strang das ausgangsseitige Ende der Kokille mit einer Dicke von 70 bis 150 mm, bevorzugt zwischen 90 und 120 mm, einer Breite von 900 bis 2500 mm, bevorzugt von 1200 bis 2100 mm, und einer Gießgeschwindigkeit zwischen 3 und 8 m/min, verlässt. Particularly in the case of continuous casting plants for compound casting and rolling plants, it is advantageous if the strand has a thickness of 70 to 150 mm, preferably between 90 and 120 mm, a width of 900 to 2500 mm, preferably from 1200 to 2100 mm, at the output end of the mold mm, and a casting speed between 3 and 8 m/min.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein thermisches Modell während des Stranggießens in Echtzeit den Durcherstarrungspunkt des Strangs in Abhängigkeit der Überhitzung des Stahls (engl. superheat) und vorzugsweise der ehern. Zusammensetzung der Stahlschmelze, der Kühlleistung der Primärkühlung, der Positionen und der den Strang beaufschlagenden Kühlmittelmenge der Sekundärkühlung und der Gießgeschwindigkeit des Strangs berechnet. It is particularly advantageous if a thermal model calculates the solidification point of the strand in real time during continuous casting as a function of the overheating of the steel (superheat) and preferably the bronze. Composition of the steel melt, the cooling capacity of the primary cooling, the positions and the amount of coolant applied to the strand of the secondary cooling and the casting speed of the strand are calculated.
Dadurch wird es möglich, dass in Abhängigkeit des Durcherstarrungspunkts die Trockengusssegmente trocken oder nass betrieben werden. Vorzugsweise werden das zumindest eine Trockengusssegment in Transportrichtung vor dem Durcherstarrungspunkt nass und das zumindest eine Trockengusssegment in Transportrichtung nach dem Durcherstarrungspunkt trocken betrieben. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass der Strang die Stranggießanlage mit einer möglichst hohen Temperatur verlässt. This makes it possible for the dry cast segments to be operated dry or wet, depending on the solidification point. The at least one dry cast segment is preferably operated wet in the transport direction before the solidification point and the at least one dry cast segment is operated dry in the transport direction after the solidification point. This measure ensures that the strand leaves the continuous casting installation at the highest possible temperature.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform wird ein Abstand zwischen den Strangführungsrollen oberhalb und unterhalb des Strangs durch mehrere Hydraulikzylinder eingestellt und bevorzugt der teilerstarrte oder durch erstarrte Strang durch eine Abstandsänderung zwischen den Strangführungsrollen oberhalb und unterhalb des Strangs mittels der Hydraulikzylinder in seiner Dicke reduziert. Durch die Abstandsänderung zwischen den Strangführungsrollen oberhalb und unterhalb des Strangs mittels der Hydraulikzylinder wird der teilerstarrte oder durcherstarrte Strang in seiner Dicke reduziert. In an advantageous embodiment, a distance between the strand guide rollers above and below the strand is adjusted by a plurality of hydraulic cylinders and preferably the partially solidified or solidified strand is reduced in thickness by changing the distance between the strand guide rollers above and below the strand by means of the hydraulic cylinder. By changing the distance between the strand guide rollers above and below the strand by means of the hydraulic cylinder, the thickness of the partially solidified or fully solidified strand is reduced.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei zeigen: The characteristics, features and advantages of this invention described above and the manner in which they are achieved will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of several exemplary embodiments, which will be explained in more detail in connection with the drawings. show:
Fig 1 eine Darstellung der in unterschiedlichen Bereichen einer Stranggießanlage zum kontinuierlichen Stranggießen eines Strangs mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt aus Stahl eingesetzten Kühlmedien nach dem Stand der Technik, 1 shows a representation of the cooling media used in different areas of a continuous casting plant for the continuous casting of a strand with a slab or thin slab cross section made of steel, according to the prior art,
Fig 2 eine Darstellung der in unterschiedlichen Bereichen einer Stranggießanlage zum kontinuierlichen Stranggießen eines Strangs mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt aus Stahl eingesetzten Kühlmedien, 2 shows a representation of the cooling media used in different areas of a continuous casting plant for continuous casting of a strand with a slab or thin slab cross section made of steel,
Fig 3 eine perspektivische Darstellung eines Trockengusssegments für eine Stranggießanlage einer erfindungsgemäßen Gieß-Walz-Verbundanlage, 3 shows a perspective view of a dry cast segment for a continuous casting plant of a combined casting and rolling plant according to the invention,
Fig 4 eine schematische Darstellung einer Gieß-Walz-Verbundanlage vom Typ Arvedi ESP nach dem Stand der Technik, 4 shows a schematic representation of an Arvedi ESP type combined casting and rolling plant according to the prior art,
Fig 5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Gieß-Walz- Verbundanlage vom Typ Arvedi ESP, Fig 6 eine schematische Darstellung einer ersten innengekühlten Strangführungsrolle für ein Trockengusssegment, 5 shows a schematic representation of an Arvedi ESP type composite casting/rolling system according to the invention, 6 shows a schematic representation of a first internally cooled strand guide roller for a dry cast segment,
Fig 7 eine schematische Darstellung einer zweiten innengekühlten Strangführungsrolle für ein Trockengusssegment, 7 shows a schematic representation of a second internally cooled strand guide roll for a dry cast segment,
Fig 8 eine schematische Darstellung bei der Berechnung des Durcherstarrungspunkts des Strangs mittels eines thermischen Modells und den Übergang vom Nass- in den Trockenbetrieb in einem Trockengusssegment. 8 shows a schematic representation of the calculation of the solidification point of the strand using a thermal model and the transition from wet to dry operation in a dry casting segment.
Beschreibung der Ausführungsformen Description of the embodiments
Die Fig 4 zeigt schematisch eine Gieß-Walz-Verbundanlage des Typs Arvedi-ESP nach dem Stand der Technik mit einer Stranggießanlage 1 (siehe Fig 1) zum kontinuierlichen Stranggießen eines Strangs aus Stahl mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt mit einer Dicke zwischen 80 und 100 mm, einer Vorwalzstraße 10 mit drei Vorwalzgerüsten R1 ...R3 zum Vorwalzen des warmen Strangs zu einem Vorband, einem Induktionsofen 11 zum Erwärmen des Vorbands auf Walztemperatur, einen Vorband-Entzunderer 12 zum Entzundern des erwärmten Vorbands, einer Fertigwalzstraße 13 mit fünf Fertigwalzgerüsten F1 ...F5 zum Fertigwalzen des Vorbands zu einem Fertigband, einer Kühlstrecke 14 mit mehreren Kühlaggregaten ober- und unterhalb des Fertigbands zum Abkühlen des Fertigbands auf Wickeltemperatur, eine Schere 15 zum Querteilen des Fertigbands und Haspeleinrichtungen 16 zum Aufhaspeln des Fertigbands. Bekanntlich wird diese Gieß- Walz-Verbundanlage typischerweise im Endlosbetrieb betrieben, sodass der Strang von der Stranggießanlage 1 ungeschnitten in die Vorwalzstraße 10, das Vorband von der Vorwalzstraße 10 ungeschnitten in die Fertigwalzstraße 13 und das Fertigband erstmals durch die Schere 15 unmittelbar vor dem Aufhaspeln geschnitten wird. FIG. 4 shows a schematic of an Arvedi-ESP type combined casting and rolling plant according to the prior art with a continuous casting plant 1 (see FIG. 1) for the continuous casting of a strand of steel with a slab or thin slab cross section with a thickness between 80 and 100 mm , a pre-rolling train 10 with three pre-rolling stands R1 ... R3 for pre-rolling the hot strand into a pre-strip, an induction furnace 11 for heating the pre-strip to rolling temperature, a pre-strip descaler 12 for descaling the heated pre-strip, a finishing train 13 with five finishing rolling stands F1. ..F5 for finish-rolling the pre-strip into a finished strip, a cooling section 14 with several cooling units above and below the finished strip for cooling the finished strip to winding temperature, shears 15 for cutting the finished strip crosswise and coiling devices 16 for coiling the finished strip. As is known, this combined casting-rolling system is typically operated in continuous operation, so that the strand from the continuous casting system 1 uncut into the roughing train 10, the pre-strip from the roughing train 10 uncut into the finishing train 13 and the finished strip is first cut through the shears 15 immediately before being coiled becomes.
Die Fig 1 zeigt die Stranggießanlage 1 aus Fig 4 näher. In der vertikalen oder im Wesentlichen vertikalen Kokille 2 wird durch eine Primärkühlung 7 Stahlschmelze abgekühlt, sodass sich ein teilerstarrter Strang mit einer dünnen Strangschale und einem flüssigen Kern ausbildet. Der teilerstarrte Strang 41 wird kontinuierlich aus der Kokille 2 ausgezogen. Anschließend wird der teilerstarrte Strang in der Biegezone 3 in eine Bogenform abgebogen und durch Strangführungssegmente entlang der bogenförmigen Strangführung 4 geführt. In der Richtzone 5 wird der Strang in die Horizontale rückgebogen und läuft in die horizontale Strangführung 6 ein. Nach dem Stand der Technik wird der Strang 41 direkt unterhalb der Kokille 2, der Biegezone 3, der bogenförmigen Strangführung 4 und in der Richtzone 5 durch Kühldüsen einer Hochdruck-Wasserspritzkühlung 8 und in der horizontalen Strangführung 6 durch Kühldüsen einer Luft-Wasserkühlung 9 abgekühlt. Dies hat mehrere Gründe: Zum einen sind die Strangführungssegmente in der horizontalen Strangführung 6 der Stranggießanlage 1 nach dem Stand der Technik nicht trockengießfähig, d.h. dass der Strang auch in diesem Bereich weiter abgekühlt werden muss, um eine Überhitzung der Strangführungssegmente, z.B. der Hydraulikzylinder, der Strangführungsrollen oder der Düsenspitzen der Kühldüsen, zu verhindern. Zum anderen ist der Durcherstarrungspunkt des Strangs in Transportrichtung T nicht genau bekannt, sodass zur Vermeidung eines nicht durch erstarrten Strangs am Ende der horizontalen Strangführung 6 auch ein möglicherweise bereits durcherstarrter Strang weiter abgekühlt wird. FIG. 1 shows the continuous casting plant 1 from FIG. 4 in more detail. In the vertical or essentially vertical mold 2, molten steel is cooled by a primary cooling system 7, so that a partially solidified strand with a thin strand shell and a liquid core is formed. The partially solidified strand 41 is continuously drawn out of the mold 2. The partially solidified strand is then bent into an arc shape in the bending zone 3 and guided along the arcuate strand guide 4 by strand guide segments. In the straightening zone 5 the strand is bent back into the horizontal and runs into the horizontal strand guide 6 . According to the prior art, the strand 41 is directly below the mold 2, the bending zone 3, the arcuate strand guide 4 and in the Straightening zone 5 is cooled by cooling nozzles of a high-pressure water spray cooling system 8 and in the horizontal strand guide 6 by cooling nozzles of an air-water cooling system 9 . There are several reasons for this: On the one hand, according to the prior art, the strand guide segments in the horizontal strand guide 6 of the continuous casting plant 1 cannot be dry cast, i.e. the strand must also be further cooled in this area in order to prevent the strand guide segments, e.g. the hydraulic cylinders, from overheating To prevent strand guide rollers or the nozzle tips of the cooling nozzles. On the other hand, the solidification point of the strand in the transport direction T is not exactly known, so that to avoid a strand that has not completely solidified at the end of the horizontal strand guide 6, a strand that may already have solidified is further cooled.
Bei der Stranggießanlage in Fig 2 wird genau dieses Problem vermieden, denn hier kann ein einzelnes bzw. können mehrere oder sogar alle Trockengusssegmente 20 in der horizontalen Strangführung 6 sowohl im Nassbetrieb mit einer Wasserkühlung 8 oder einer Luft-Wasserkühlung 9 oder im Trockenbetrieb 32 betrieben werden. Wie in Fig 2 dargestellt wird das erste in Transportrichtung T angeordnete Trockengusssegment 20 mit einer Luft- Wasserkühlung 9 und die zwei nachfolgenden Trockengusssegmente 20 im Trockenbetrieb 32 betrieben. Ebenso wäre es möglich, die Kühlmittelmenge in einzelnen Trockengusssegmenten 20 zu reduzieren, sodass der Strang 41 zwar am Ende der horizontalen Strangführung 6 durcherstarrt ist, aber dennoch eine möglichst hohe Strangtemperatur aufweist. Exactly this problem is avoided in the continuous casting plant in Fig. 2, because here a single or several or even all dry casting segments 20 in the horizontal strand guide 6 can be operated both in wet operation with water cooling 8 or air-water cooling 9 or in dry operation 32 . As shown in FIG. 2, the first dry cast segment 20 arranged in the transport direction T is operated with an air/water cooling system 9 and the two subsequent dry cast segments 20 are operated in dry operation 32 . It would also be possible to reduce the amount of coolant in individual dry casting segments 20, so that although the strand 41 has completely solidified at the end of the horizontal strand guide 6, it still has the highest possible strand temperature.
In Fig 3 ist ein Trockengusssegment 20 dargestellt. So wie bei Strangführungssegmenten nach dem Stand der Technik auch, wird der hier nicht dargestellte Strang durch je mehrere Strangführungsrollen 21 unterhalb und oberhalb des Strangs geführt. Die Strangführungsrollen 21 des Trockengusssegments 20 sind jedoch innengekühlte Strangführungsrollen, die einen dezentralen Kühlkanal 26 (siehe die Figuren 6 und 7 mit je einem Beispiel einer derartigen Strangführungsrolle) unterhalb der Mantelfläche 25 aufweisen. Die Innenkühlung ist besonders leistungsfähig, sodass der rotglühende Strang im Trockenbetrieb selbst bei einem Stillstand zu keiner Überhitzung der Strangführungsrollen führt. Außerdem weist das Trockengusssegment 20 vier Hydraulikzylinder 22 zur Abstandsänderung zwischen den unteren und oberen Strangführungsrollen 21 auf. Außerdem kann der Strang durch die Hydraulikzylinder 22 in Verbindung mit den Strangführungsrollen 21 in seiner Dicke reduziert werden. Abhängig davon, ob der Strang im Trockengusssegment 20 durch- oder teilerstarrt ist bzw. noch einen flüssigen Kern aufweist, wird der Strang einer engl. hard reduction, soft-reduction oder einer liquid core reduction unterzogen. Das Trockengusssegment 20 kann je nach Betriebsart entweder im Trockenbetrieb oder im Nassbetrieb betrieben werden. Im Nassbetrieb spritzen typischerweise jeweils mehrere Kühldüsen 23 auf der Ober- und Unterseite des Trockengusssegments 20 ein Kühlmedium (entweder flüssiges Kühlwasser oder ein Luft-Wasser Gemischt engl. air-mist) auf den Strang. Zusätzlich zu den innengekühlten Strangführungsrollen 21 weist das Trockensegment 20 Hitzeschilde 42 zur Abschirmung der Hydraulikzylinder 22 vor der Hitze des typischerweise rotglühenden Stahlstrangs 41 auf. Die Hitzeschilde umschließen die Hydraulikzylinder 22 in Richtung zum Strang, sodass die Strahlungshitze des Strangs die Hydraulikzylinder 22 nicht beschädigt. A dry cast segment 20 is shown in FIG. As in the case of strand guide segments according to the prior art, the strand, which is not shown here, is guided by a number of strand guide rollers 21 below and above the strand. However, the strand guide rollers 21 of the dry casting segment 20 are internally cooled strand guide rollers that have a decentralized cooling channel 26 (see FIGS. 6 and 7, each with an example of such a strand guide roller) below the lateral surface 25. The internal cooling is particularly efficient, so that the red-hot strand in dry operation does not overheat the strand guide rollers, even when the machine is at a standstill. In addition, the dry casting segment 20 has four hydraulic cylinders 22 for changing the distance between the lower and upper strand guide rollers 21 . In addition, the thickness of the strand can be reduced by the hydraulic cylinders 22 in conjunction with the strand guide rollers 21 . Depending on whether the strand in the dry casting segment 20 is fully or partially solidified or still has a liquid core, the strand is assigned an English subjected to hard reduction, soft reduction or liquid core reduction. Depending on the operating mode, the dry cast segment 20 can be operated either in dry operation or in wet operation. In wet operation, typically several spray Cooling nozzles 23 on the top and bottom of the dry casting segment 20 apply a cooling medium (either liquid cooling water or an air-water mixed air-mist) to the strand. In addition to the internally cooled strand guide rollers 21, the drying segment 20 has heat shields 42 for shielding the hydraulic cylinders 22 from the heat of the typically red-hot steel strand 41. The heat shields enclose the hydraulic cylinders 22 towards the string so that the radiant heat from the string does not damage the hydraulic cylinders 22.
Die Fig 5 zeigt eine erfindungsgemäße Gieß-Walz-Verbundanlage vom Typ Arvedi ESP mit einer Stranggießanlage 1 mit zwei Trockengusssegmenten 20 im Bereich der horizontalen Strangführung 6 sowie einen Strang-Entzunderer 43 nach dem letzten Trockengusssegment 20 und vor dem ersten Vorwalzgerüst R1 der Vorwalzstraße 10 . Die restlichen Aggregate sind wie in Fig 4 angeordnet. 5 shows an Arvedi ESP type combined casting and rolling plant according to the invention with a continuous casting plant 1 with two dry casting segments 20 in the area of the horizontal strand guide 6 and a strand descaler 43 after the last dry casting segment 20 and before the first roughing stand R1 of the roughing train 10 . The remaining units are arranged as in FIG.
Die Fig 6 zeigt eine erste Ausführungsform einer innengekühlten Strangführungsrolle 21 , die in den Trockengusssegmenten 20 verwendet werden kann. In diesem Fall handelt es sich um eine dreiballige Strangführungsrolle, die in axialer Richtung x durch Lager 27, hier bspw. Wälz- bzw. Pendelrollenlager, gelagert ist. Beim ersten Ende 28a der Strangführungsrolle 21 strömt das flüssige Kühlmedium (Kühlwasser) durch eine nicht dargestellte Zuführung - hier eine Dreheinführung - in den zulaufseitigen Kanal 29 ein. Der zulaufseitige Kanal 29 ist zentral angeordnet, wobei das Kühlwasser auch den Bereich des ganz linken Lagers 27 kühlt. Vom zulaufseitigen Kanal 29 strömt das Kühlwasser durch einen radialen Kanal 30 zu mehreren Kühlkanälen 26, die einen konstanten Abstand zur Mantelfläche 25 aufweisen. Die Kühlkanäle 26 durchströmen den Mantel der Strangführungsrolle 21 in axialer Richtung x. An den Enden der Kühlkanäle 26 sind Stopfen vorhanden, sodass das Kühlwasser nicht austreten kann. Die Kühlkanäle 26 sind über den Umfang der Mantelfläche 25 gleichmäßig verteilt, sodass die Mantelfläche 25 gleichmäßig stark abgekühlt wird. Im Endbereich des links dargestellten ersten Ballens verbindet ein weiterer radialer Kanal 30 den Kühlkanal 26 mit dem zentralen Kanal. Um einen hydraulischen Kurzschluss zu verhindern, ist ein Stopfen 44 vorhanden. Das Kühlwasser wird anschließend durch den zentralen Kanal zum zweiten (hier mittleren) Ballen geführt und kühlt diesen in analoger Weise. Anschließend wird das Kühlwasser durch einen weiteren zentralen Kanal zum dritten (hier rechten) Ballen geführt und kühlt auch diesen in analoger Weise. Im Bereich des zweiten Endes 28b der Strangführungsrolle 21 wird das Kühlwasser durch einen ablaufseitigen Kanal 31 durch eine Drehdurchführung abgeführt. FIG. 6 shows a first embodiment of an internally cooled strand guide roller 21 which can be used in the dry casting segments 20. In this case, a three-crowned strand guide roller is involved, which is supported in the axial direction x by bearings 27, here, for example, roller or spherical roller bearings. At the first end 28a of the strand guide roller 21, the liquid cooling medium (cooling water) flows through a feed (not shown)--here a rotary feed--into the channel 29 on the inlet side. The inflow-side channel 29 is arranged centrally, with the cooling water also cooling the area of the leftmost bearing 27 . The cooling water flows from the inlet-side channel 29 through a radial channel 30 to a plurality of cooling channels 26 which are at a constant distance from the lateral surface 25 . The cooling channels 26 flow through the jacket of the strand guide roller 21 in the axial direction x. There are plugs at the ends of the cooling channels 26 so that the cooling water cannot escape. The cooling channels 26 are evenly distributed over the circumference of the lateral surface 25, so that the lateral surface 25 is evenly cooled. In the end area of the first barrel shown on the left, another radial channel 30 connects the cooling channel 26 to the central channel. A plug 44 is provided to prevent a hydraulic short circuit. The cooling water is then fed through the central channel to the second (here middle) bale and cools it in an analogous manner. Then the cooling water is led through another central channel to the third (here on the right) bale and cools it in an analogous way. In the region of the second end 28b of the strand guide roller 21, the cooling water is discharged through a channel 31 on the outlet side through a rotary feedthrough.
Die Fig 7 zeigt eine zweite Ausführungsform einer innengekühlten Strangführungsrolle 21 , die in den Trockengusssegmenten 20 verwendet werden kann. Auch in diesem Fall han- delt es sich um eine dreiballige Strangführungsrolle, die in axialer Richtung x vierfach durch Lager 27 gelagert ist. Beim ersten Ende 28a der Strangführungsrolle 21 strömt flüssiges Kühlwasser durch eine nicht dargestellte Zuführung - hier eine Dreheinführung - in den zulaufseitigen Kanal 29 ein. Der zulaufseitige Kanal 29 ist zentral angeordnet, wobei das Kühlwasser auch den Bereich des ganz linken Lagers 27 kühlt. Vom zulaufseitigen Kanal 29 strömt das Kühlwasser durch einen radialen Kanal 30 zu dem Kühlkanal 26, der einen konstanten Abstand zur Mantelfläche 25 aufweist und in axialer x und radialer Richtung (d.h. spiralförmig) unterhalb der Mantelfläche 25 verläuft. Da sich der Kühlkanal spiralförmig erstreckt wird die Mantelfläche 25 gleichmäßig stark abgekühlt. Im Endbereich des links dargestellten ersten Ballens verbindet ein weiterer radialer Kanal 30 den Kühlkanal 26 mit dem zentralen Kanal. Das Kühlwasser wird anschließend durch den zentralen Kanal zum zweiten (hier mittleren) Ballen geführt und kühlt diesen in analoger Weise. Anschließend wird das Kühlwasser durch einen weiteren zentralen Kanal zum dritten (hier rechten) Ballen geführt und kühlt auch diesen in analoger Weise. Im Bereich des zweiten Endes 28b der Strangführungsrolle 21 wird das Kühlwasser durch einen ablaufseitigen Kanal 31 durch eine Drehdurchführung abgeführt. FIG. 7 shows a second embodiment of an internally cooled strand guide roller 21 that can be used in the dry casting segments 20. Also in this case delt it is a three-crowned strand guide roller, which is mounted four times in the axial direction x by bearings 27. At the first end 28a of the strand guide roller 21, liquid cooling water flows through a feed, not shown—here a rotary feed—into the channel 29 on the inlet side. The inflow-side channel 29 is arranged centrally, with the cooling water also cooling the area of the leftmost bearing 27 . The cooling water flows from the inlet-side channel 29 through a radial channel 30 to the cooling channel 26 which has a constant distance from the lateral surface 25 and runs below the lateral surface 25 in the axial x and radial direction (ie spirally). Since the cooling channel extends in a spiral shape, the lateral surface 25 is evenly and strongly cooled. In the end area of the first barrel shown on the left, another radial channel 30 connects the cooling channel 26 to the central channel. The cooling water is then fed through the central channel to the second (here middle) bale and cools it in an analogous manner. Then the cooling water is led through another central channel to the third (here on the right) bale and cools it in an analogous way. In the region of the second end 28b of the strand guide roller 21, the cooling water is discharged through a channel 31 on the outlet side through a rotary feedthrough.
Die Fig 8 zeigt schematisch den Ablauf zur Bestimmung der Betriebsart eines einzelnen Trockengusssegments 20 in der horizontalen Strangführung 6. Ein thermisches Modell 33 berechnet mit den Eingangsgrößen der Überhitzung (superheat) des Stahls 34 und der ehern. Zusammensetzung der Stahlschmelze 35 sowie der Kühlleistung der Primärkühlung 36 der Kokille, der Positionen der Kühldüsen und der Kühlmittelmengen der Kühldüsen 23 in der Sekundärkühlung 37 und der Gießgeschwindigkeit in Echtzeit, d.h. während des Stranggießens, den Durcherstarrungspunkt DP des Strangs 41. Ist der Durcherstarrungspunkt DP größer als die Position des Trockengusssegmentes Pos., so wird das Ventil 24, das die Kühlmittelversorgung zu den Kühldüsen 23 des Trockengusssegments 20 schließen oder öffnen kann, geöffnet, sodass der Strang 41 im Trockengusssegment 20 gekühlt wird. Andernfalls wird das Ventil 24 geschlossen. Das Kühlmedium wird durch eine Pumpe 40 aus einem Tank 39 gefördert und versorgt über das Ventil 24 die Kühldüsen 23. Natürlich ist es möglich, dass ein einziges thermisches Modell 33 zur Bestimmung der Betriebsart mehrerer Trockengusssegmente 20 verwendet wird. Außerdem ist es möglich, dass das Ventil 24 kein Schaltventil mit zwei Stellungen (vollständig geöffnet oder geschlossen) ist, sondern als ein Stetigventil ausgeführt ist, das je nach Ansteuerung eine beliebige Stellung zwischen vollständig geöffnet und vollständig geschlossen annehmen kann. Dadurch kann z.B. die Strangtemperatur am Ende der horizontalen Strangführung 6 gemessen werden und über die Kühlmittelmenge zu den Kühldüsen 23 auf eine bestimmte Strangtemperatur geregelt werden. Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. 8 schematically shows the procedure for determining the operating mode of an individual dry casting segment 20 in the horizontal strand guide 6. A thermal model 33 calculates the overheating (superheat) of the steel 34 and the brazen steel using the input variables. Composition of the molten steel 35 and the cooling capacity of the primary cooling 36 of the mold, the positions of the cooling nozzles and the coolant quantities of the cooling nozzles 23 in the secondary cooling 37 and the casting speed in real time, ie during continuous casting, the solidification point DP of the strand 41. The solidification point DP is greater than the position of the dry casting segment Pos., the valve 24, which can close or open the coolant supply to the cooling nozzles 23 of the dry casting segment 20, is opened so that the strand 41 in the dry casting segment 20 is cooled. Otherwise the valve 24 is closed. The cooling medium is conveyed from a tank 39 by a pump 40 and supplies the cooling nozzles 23 via the valve 24. It is of course possible for a single thermal model 33 to be used to determine the operating mode of a plurality of dry cast segments 20. It is also possible that the valve 24 is not a switching valve with two positions (fully open or closed), but is designed as a continuous valve which, depending on the control, can assume any position between fully open and fully closed. In this way, for example, the strand temperature at the end of the horizontal strand guide 6 can be measured and regulated to a specific strand temperature via the coolant quantity to the cooling nozzles 23 . Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
Liste der Bezugszeichen List of References
1 Stranggießanlage 1 continuous caster
2 Kokille 2 mold
3 Biegezone 3 bending zone
4 Bogenförmige Strangführung 4 Arched strand guide
5 Richtzone 5 alignment zone
6 Horizontale Strangführung 6 Horizontal strand guide
7 Primärkühlung 7 primary cooling
8 Wasserspritzkühlung (engl. water only) 8 water spray cooling (water only)
9 Luft-Wasserspritzkühlung (engl. air-mist) 9 air-water spray cooling (air-mist)
10 Vorwalzstraße 10 roughing train
11 Induktionsofen 11 induction furnace
12 Vorband-Entzunderer 12 pre-strip descalers
13 Fertigwalzstraße 13 finishing train
14 Kühlstrecke 14 cooling section
15 Schere 15 scissors
16 Haspeleinrichtungen 16 reel devices
20 T rockengusssegment 20 dry cast segment
21 Strangführungsrolle 21 strand guide roller
22 Hydraulikzylinder 22 hydraulic cylinders
23 Kühldüsen 23 cooling nozzles
24 Ventil 24 valve
25 Mantelfläche 25 lateral surface
26 Kühlkanal 26 cooling channel
27 Lager 27 camp
28a, 28b Ende 28a, 28b end
29 Zulaufseitiger Kanal 29 Upstream channel
30 Radialer Kanal 30 radial canal
31 Ablaufseitiger Kanal 31 Downstream channel
32 Trockenbetrieb 32 dry operation
33 Thermisches Modell 33 Thermal model
34 Überhitzung des Stahls (Superheat) 34 Overheating of Steel (Superheat)
35 Chem. Zusammensetzung der Stahlschmelze 35 Chemical composition of the steel melt
36 Kühlleistung der Primärkühlung 36 Cooling capacity of the primary cooling
37 Positionen und Kühlmittelmengen der Sekundärkühlung37 Secondary cooling positions and amounts of coolant
38 Gießgeschwindigkeit 38 casting speed
39 Tank 40 Pumpe 39 Tank 40 pump
41 Strang 41 strand
42 Hitzeschild 42 heat shield
43 Strang-Entzunderer43 strand descaler
44 Stopfen 44 plugs
DP DurcherstarrungspunktDP freezing point
F1...F5 FertigwalzgerüstF1...F5 finishing stand
R1...R3 Vorwalzgerüst R1...R3 roughing stand
T Transportrichtung x Axiale Richtung T Transport direction x axial direction

Claims

Ansprüche Expectations
1. Gieß- Walz- Verbundanlage zum Herstellen eines warmgewalzten Fertigbands, umfassend 1. Casting-rolling compound plant for producing a hot-rolled finished strip, comprising
- eine Stranggießanlage (1) zum kontinuierlichen Stranggießen eines Strangs (41) mit einem Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt aus Stahl, die Stranggießanlage (1) umfassend: - a continuous casting plant (1) for the continuous casting of a strand (41) with a slab or thin slab cross section made of steel, the continuous casting plant (1) comprising:
- eine Kokille (2) mit einer Primärkühlung (7) zum Abkühlen einer Stahlschmelze, wobei sich in der Kokille (2) ein teilerstarrter Strang (41) mit einer dünnen Strangschale und einem flüssigen Kern ausbildet und der Strang (41) kontinuierlich aus der Kokille (2) ausgezogen wird, - a mold (2) with a primary cooling system (7) for cooling molten steel, a partially solidified strand (41) with a thin strand shell and a liquid core being formed in the mold (2) and the strand (41) continuously emerging from the mold (2) is undressed,
- eine Biegezone (3) zum Abbiegen des teilerstarrten Strangs (41) von der Vertikalen in eine Bogenform, - a bending zone (3) for bending the partially solidified strand (41) from the vertical into an arc shape,
- eine bogenförmige Strangführung (4) zum Stützen, Führen und Abkühlen des Strangs (41), - an arcuate strand guide (4) for supporting, guiding and cooling the strand (41),
- eine Richtzone (5) zum Rückbiegen des Strangs (41) von der Bogenform in die Horizontale, wobei der Strang (41) zumindest in der Biegezone (3), der bogenförmigen Strangführung (4) und bevorzugt in der Richtzone (5) durch Kühldüsen einer Sekundärkühlung abgekühlt wird, - a straightening zone (5) for bending the strand (41) back from the arc shape to the horizontal, the strand (41) being bent at least in the bending zone (3), the arc-shaped strand guide (4) and preferably in the straightening zone (5) by cooling nozzles a secondary cooling is cooled,
- optional einen Strang-Entzunderer (43) zum Entzundern des Strangs (41); - optionally a strand descaler (43) for descaling the strand (41);
- eine Vorwalzstraße (10) mit 2, 3 oder 4 Vorwalzgerüsten (R1 ... R3) zum Vorwalzen des Strangs (41) zu einem Vorband; - A roughing train (10) with 2, 3 or 4 roughing stands (R1 ... R3) for rough-rolling the billet (41) into a pre-strip;
- vorzugsweise einen Induktionsofen (11) zum Erwärmen des Vorbands auf Walztemperatur; - Preferably an induction furnace (11) for heating the pre-strip to rolling temperature;
- optional einen Vorband-Entzunderer zum Entzundern des Vorbands; - optionally a pre-strip descaler for descaling the pre-strip;
- eine Fertigwalzstraße (13) mit 4, 5, 6 oder ? Fertigwalzgerüsten (F1...F5) zum Fertigwalzen des Vorbands zu dem Fertigband; - a finishing train (13) with 4, 5, 6 or ? Finish rolling stands (F1...F5) for finish rolling the pre-strip to the finished strip;
- eine Kühlstrecke (14) zum Abkühlen des Fertigbands auf Wickeltemperatur; und- A cooling zone (14) for cooling the finished strip down to the winding temperature; and
- eine Haspeleinrichtung (16) zum Aufhaspeln des Fertigbands, dadurch gekennzeichnet, dass - a coiling device (16) for coiling the finished strip, characterized in that
-- eine horizontale Strangführung (6) zum Stützen und Führen des Strangs (41) vorgesehen ist, wobei die horizontale Strangführung (6) zumindest ein, bevorzugt mehrere, trockengießfähige Trockengusssegmente (20) aufweist, wobei jedes Trockengusssegment (20) Kühldüsen (23) zum Abkühlen der Ober- und Unterseite des Strangs (41) und zumindest ein Ventil (24) zur Einstellung der Kühlmittelmenge zu den Kühldüsen (23) aufweist, wobei ein Trockengusssegment (20) wahlweise entweder 1) im Trockenbetrieb (32), d.h. ohne ein flüssiges oder flüssig-gasförmiges Kühlmittel auf den Strang (41) aufzuspritzen, oder 2) im Nassbetrieb, d.h. durch das Aufspritzen eines flüssigen oder flüssig-gasförmigen Kühlmittels auf den Strang (41), betrieben werden kann, wobei die Trockengusssegmente (20) jeweils mehrere, in Transportrichtung (T) hintereinander angeordnete, Strangführungsrollen (21) oberhalb und unterhalb des Strangs (41) aufweisen, und wobei die Strangführungsrollen (21) der Trockengusssegmente (20) auf der Innenseite der den Strang (41) führenden Mantelfläche (25) zumindest einen dezentralen, axialen Kühlkanal (26) zum Kühlen mit einem flüssigen Kühlmittel aufweisen, sodass die Strangführungsrollen (21) während einer Gießsequenz im Trockenbetrieb (32) keine unzulässig hohen Temperaturen erreichen;. -- a horizontal strand guide (6) is provided for supporting and guiding the strand (41), the horizontal strand guide (6) having at least one, preferably several, dry castable dry cast segments (20), each dry cast segment (20) having cooling nozzles (23) for cooling the top and bottom of the strand (41) and at least one valve (24) for adjusting the amount of coolant to the cooling nozzles (23), wherein a dry cast segment (20) optionally either 1) in dry operation (32), ie without a liquid or liquid-gaseous coolant on the strand (41) sprayed on, or 2) can be operated in wet operation, i.e. by spraying a liquid or liquid-gaseous coolant onto the strand (41), with the dry casting segments (20) each having a plurality of segments arranged one behind the other in the transport direction (T), Strand guide rollers (21) above and below the strand (41), and wherein the strand guide rollers (21) of the dry casting segments (20) on the inside of the lateral surface (25) guiding the strand (41) have at least one decentralized, axial cooling channel (26) for cooling with a liquid coolant so that the strand guide rollers (21) do not reach impermissibly high temperatures during a casting sequence in dry operation (32);.
2. Gieß-Walz-Verbundanlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkanal (26) einen konstanten Abstand zur zylindrischen Mantelfläche (25) aufweist und entlang der Mantelfläche (25) in axialer Richtung (x), bevorzugt in axialer und radialer Richtung, verläuft. 2. Casting-rolling compound system according to claim 1, characterized in that the cooling channel (26) has a constant distance from the cylindrical lateral surface (25) and along the lateral surface (25) in the axial direction (x), preferably in the axial and radial direction , runs.
3. Gieß-Walz-Verbundanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium in axialer Richtung (x) der Strangführungsrolle (21) an einem ersten Ende (28a) durch eine Zuführung in einen zulaufseitigen Kanal (29) eintreten kann, das Kühlmedium vom zulaufseitigen Kanal (29) durch einen radialen Kanal (30) zum Kühlkanal (26) geführt werden kann, das Kühlmedium durch den Kühlkanal (26) strömen kann, das Kühlmedium vom Kühlkanal (26) durch einen weiteren radialen Kanal (30) zu einem ablaufseitigen Kanal (31) geführt werden kann, und das Kühlmedium die Strangführungsrolle durch den ablaufseitigen Kanal (31) an einem zweiten Ende (28b) verlassen kann. 3. Casting-rolling compound system according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling medium can enter in the axial direction (x) of the strand guide roller (21) at a first end (28a) through a feed into a channel (29) on the inlet side, the cooling medium can be guided from the inlet-side channel (29) through a radial channel (30) to the cooling channel (26), the cooling medium can flow through the cooling channel (26), the cooling medium can flow from the cooling channel (26) through a further radial channel (30) can be led to a downstream channel (31), and the cooling medium can leave the strand guide roll through the downstream channel (31) at a second end (28b).
4. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille (2) einen Hohlraum aufweist, sodass der teilerstarrte Strang (41) die Kokille am ausgangsseitigen Ende mit einer Dicke von 70 bis 150 mm, bevorzugt von 90 bis 130 mm, und einer Breite von 900 bis 2500 mm, bevorzugt von 1200 bis 2100 mm, verlässt. 4. Casting-rolling compound system according to one of the preceding claims, characterized in that the mold (2) has a cavity, so that the partially solidified strand (41) covers the mold at the output end with a thickness of 70 to 150 mm, preferably 90 to 130 mm, and a width of 900 to 2500 mm, preferably 1200 to 2100 mm.
5. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stranggießanlage (1) ein thermisches Modell (33) zum Berechnen des Durcherstarrungspunkts (DP) des Strangs (41) in Echtzeit während des Stranggießens in Abhängigkeit der Überhitzung des Stahls (34) und vorzugsweise der chemischen Zusammensetzung der Stahlschmelze (35), der Kühlleistung der Primärkühlung (36), der Positionen und die den Strang (41) beaufschlagenden Kühlmittelmengen der Sekundärkühlung (37) und der Gießgeschwindigkeit (38) des Strangs (41) aufweist. 5. Casting-rolling compound system according to one of the preceding claims, characterized in that the continuous casting system (1) has a thermal model (33) for calculating the solidification point (DP) of the strand (41) in real time during continuous casting as a function of the overheating of the Steel (34) and preferably the chemical composition of the molten steel (35), the cooling capacity of the primary cooling (36), the positions and the amounts of coolant applied to the strand (41) of the secondary cooling (37) and the casting speed (38) of the strand (41) having.
6. Gieß-Walz-Verbundanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (24) bzw. die Ventile (24) zur Einstellung der Kühlmittelmenge zu den Spritzdüsen signaltechnisch mit dem thermischen Modell verbunden sind, sodass ein Trockengusssegment (20) wahlweise trocken oder nass betrieben werden kann. 6. Casting-rolling compound system according to claim 5, characterized in that the valve (24) or the valves (24) for adjusting the amount of coolant to the spray nozzles are connected to the thermal model in terms of signals, so that a dry casting segment (20) is optionally dry or can be operated wet.
7. Gieß-Walz-Verbundanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem letzten Trockengusssegment (20) der Stranggießanlage (1) und der Vorwalzstraße (10), bevorzugt zwischen dem letzten Trockengusssegment (20) und dem Strang-Entzunderer (43), ein weiterer Induktionsofen zum Erwärmen des Strangs (41), vorzugsweise ein induktiver Kantenerwärmer zum Erwärmen der Kanten des Strangs (41), angeordnet ist. 7. Casting-rolling compound plant according to one of the preceding claims, characterized in that between the last dry casting segment (20) of the continuous casting plant (1) and the roughing train (10), preferably between the last dry casting segment (20) and the strand descaler ( 43), a further induction furnace for heating the strand (41), preferably an inductive edge heater for heating the edges of the strand (41), is arranged.
8. Verfahren zum Herstellen eines warmgewalzten Fertigbands in einer Gieß-Walz- Verbundanlage, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Verfahrensschritte: 8. A method for producing a hot-rolled finished strip in a combined casting and rolling plant, in particular according to one of the preceding claims, comprising the method steps:
- kontinuierliches Stranggießen eines Strangs (41) mit Brammen- oder Dünnbrammenquerschnitt aus Stahl in einer Stranggießanlage (1), wobei das Stranggießen folgende Verfahrensschritte umfasst: - Continuous casting of a strand (41) with a slab or thin slab cross section made of steel in a continuous casting installation (1), the continuous casting comprising the following process steps:
- Abkühlen einer Stahlschmelze durch eine Primärkühlung in einer Kokille (2), wobei sich ein teilerstarrter Strang (41) mit einer dünnen Strangschale und einem flüssigen Kern ausbildet, und kontinuierliches Ausziehen des Strangs (41) aus der Kokille, - Cooling of a molten steel by primary cooling in a mold (2), forming a partially solidified strand (41) with a thin strand shell and a liquid core, and continuous extraction of the strand (41) from the mold,
- Abbiegen des teilerstarrten Strangs (41) von der Vertikalen in eine Bogenform in einer Biegezone (3), - bending the partially solidified strand (41) from the vertical into an arc shape in a bending zone (3),
- Stützen, Führen und Abkühlen des Strangs (41) in einer bogenförmigen Strangführung (4), - supporting, guiding and cooling the strand (41) in a curved strand guide (4),
- Rückbiegen des Strangs (41) von der Bogenform in die Horizontale in einer Richtzone (5), wobei der Strang (41) zumindest beim Abbiegen, in der bogenförmigen Strangführung (4) und bevorzugt beim Rückbiegen durch Kühldüsen (23) einer Sekundärkühlung abgekühlt wird, - Bending back the strand (41) from the arc shape to the horizontal in a straightening zone (5), the strand (41) being cooled at least during bending, in the arc-shaped strand guide (4) and preferably during bending back through cooling nozzles (23) of a secondary cooling system ,
- optional Entzundern des Strangs (41) durch einen Strang-Entzunderer (43);- optionally descaling the strand (41) by a strand descaler (43);
- Vorwalzen des Strangs (41) zu einem Vorband durch eine Vorwalzstraße (10) mit 2, 3 oder 4 Vorwalzgerüsten (R1...R3); - Pre-rolling of the billet (41) into a pre-strip by a pre-rolling train (10) with 2, 3 or 4 pre-rolling stands (R1...R3);
- vorzugsweise Erwärmen des Vorbands auf Walztemperatur durch einen Induktionsofen (11); - preferably heating the pre-strip to rolling temperature by an induction furnace (11);
- optional Entzundern des Vorbands durch einen Vorband-Entzunderer; - optional descaling of the pre-strip by a pre-strip descaler;
- Fertigwalzen des Vorbands zu dem Fertigband durch eine Fertigwalzstraße (13) mit 4, 5, 6 oder 7 Fertigwalzgerüsten (F1 ...F5); - Abkühlen des Fertigbands auf Wickeltemperatur in einer Kühlstrecke (14); - Finish rolling of the pre-strip to the finished strip by a finishing train (13) with 4, 5, 6 or 7 finishing rolling stands (F1 ... F5); - Cooling of the finished strip to winding temperature in a cooling section (14);
- Aufhaspeln des Fertigbands in einer Haspeleinrichtung (16) dadurch gekennzeichnet, dass - Coiling the finished strip in a coiling device (16), characterized in that
- das Stranggießen weiters folgende Verfahrensschritte umfasst: - Continuous casting also includes the following process steps:
-- Stützen und Führen des Strangs (41) in einer horizontalen Strangführung (6) durch zumindest ein, bevorzugt mehrere, Trockengusssegmente (20), wobei jedes Trockengusssegment (20) Kühldüsen (23) zum Abkühlen der Ober- und Unterseite des Strangs (41) und zumindest ein Ventil (24) zur Einstellung der Kühlmittelmenge zu den Kühldüsen (23) aufweist, wobei der Strang (41) zwischen mehreren, in Transportrichtung hintereinander angeordneten, Strangführungsrollen (21) oberhalb und mehreren, in Transportrichtung hintereinander angeordneten, Strangführungsrollen (21) unterhalb des Strangs (41) geführt wird, wobei die Strangführungsrollen (21) der Trockengusssegmente (20) auf der Innenseite der den Strang (41) führenden zylindrischen Mantelfläche (25) zumindest einen dezentralen, axialen Kühlkanal (26) aufweisen, -- Supporting and guiding the strand (41) in a horizontal strand guide (6) through at least one, preferably several, dry casting segments (20), each dry casting segment (20) having cooling nozzles (23) for cooling the top and bottom of the strand (41 ) and at least one valve (24) for adjusting the amount of coolant to the cooling nozzles (23), the strand (41) between a plurality of strand guide rollers (21) arranged one behind the other in the direction of transport above and a plurality of strand guide rollers (21 ) is guided below the strand (41), the strand guide rollers (21) of the dry casting segments (20) having at least one decentralized, axial cooling channel (26) on the inside of the cylindrical lateral surface (25) guiding the strand (41),
- Einstellen einer Kühlmittelmenge zu den Kühldüsen (23), wobei ein Trockengusssegment entweder im 1) Trockenbetrieb (32), d.h. ohne ein flüssiges oder flüssig-gasförmiges Kühlmittel auf den Strang (41) aufzuspritzen, oder im 2) Nassbetrieb, d.h. durch das Aufspritzen eines flüssigen oder flüssig-gasförmigen Kühlmittels auf den Strang (41), betrieben wird, - Adjusting an amount of coolant to the cooling nozzles (23), with a dry casting segment either in 1) dry operation (32), i.e. without spraying a liquid or liquid-gaseous coolant onto the strand (41), or in 2) wet operation, i.e. by spraying a liquid or liquid-gaseous coolant on the strand (41), is operated,
- Schließen des Ventils (24) bei einem Übergang vom Nassbetrieb in den Trockenbetrieb (32) und zumindest teilweises Öffnen des Ventils beim Übergang vom Trockenbetrieb (32) in den Nassbetrieb; - Closing the valve (24) during a transition from wet operation to dry operation (32) and at least partially opening the valve during the transition from dry operation (32) to wet operation;
- Durchströmen eines flüssigen Kühlmittels durch den Kühlkanal (26), sodass die Strangführungsrollen auch im Trockenbetrieb (32) keine unzulässig hohen Temperaturen erreichen. - A liquid coolant flows through the cooling channel (26) so that the strand guide rollers do not reach impermissibly high temperatures even in dry operation (32).
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel beim Durchströmen einen konstanten Abstand zur Mantelfläche (25) aufweist und der Kühlkanal (26) in axialer Richtung, bevorzugt in axialer und radialer Richtung, durchströmt wird. 9. The method according to claim 8, characterized in that the coolant has a constant distance from the lateral surface (25) as it flows through and the cooling channel (26) flows through in the axial direction, preferably in the axial and radial direction.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium in axialer Richtung (x) der Strangführungsrolle (21) an einem ersten Ende (28a) durch eine Zuführung in einen zulaufseitigen Kanal (29) eintritt, das Kühlmedium vom zulaufseitigen Kanal (29) durch einen radialen Kanal (30) zu dem Kühlkanal (26) auf die Innenseite der Mantelfläche (25) geführt wird, das Kühlmedium den Kühlkanal (26) durchströmt, das Kühlmedium vom Kühlkanal (26) durch einen weiteren radialen Kanal (30) zu einem ablaufseitigen Kanal (31) geführt wird, und das Kühlmedium die Strangführungsrolle (21) durch einen ablaufseitigen Kanal (31) an einem zweiten Ende (28b) verlässt. 10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the cooling medium enters in the axial direction (x) of the strand guide roller (21) at a first end (28a) through a feed into an inlet-side channel (29), the cooling medium from the inlet-side channel (29) through a radial channel (30) to the cooling channel (26) on the inside of the lateral surface (25), the cooling medium flows through the cooling channel (26), the cooling medium from the cooling channel (26) through a further radial channel (30 ) is guided to a downstream channel (31), and the cooling medium leaves the strand guide roller (21) through a downstream channel (31) at a second end (28b).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (41) das ausgangsseitige Ende der Kokille (2) mit 11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the strand (41) with the output end of the mold (2).
- einer Dicke von 70 bis 150 mm, bevorzugt zwischen 90 und 130 mm, - a thickness of 70 to 150 mm, preferably between 90 and 130 mm,
- einer Breite von 900 bis 2500 mm, bevorzugt von 1200 bis 2100 mm, und- a width of 900 to 2500 mm, preferably 1200 to 2100 mm, and
- einer Gießgeschwindigkeit zwischen 3 und 8 m/min, verlässt. - a casting speed between 3 and 8 m/min.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein thermisches Modell (33) während des Stranggießens in Echtzeit den Durcherstarrungspunkt (DP) des Strangs (41) in Abhängigkeit der Überhitzung des Stahls und vorzugsweise der ehern. Zusammensetzung der Stahlschmelze, der Kühlleistung der Primärkühlung, der Positionen und der den Strang (41) beaufschlagenden Kühlmittelmenge der Sekundärkühlung und der Gießgeschwindigkeit des Strangs (41) berechnet. 12. The method according to any one of claims 8 to 11, characterized in that a thermal model (33) during continuous casting in real time the solidification point (DP) of the strand (41) as a function of the overheating of the steel and preferably the bronze. Composition of the steel melt, the cooling capacity of the primary cooling, the positions and the strand (41) acting coolant quantity of the secondary cooling and the casting speed of the strand (41) calculated.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockengusssegmente (20) in Abhängigkeit des Durcherstarrungspunkts (DP) trocken oder nass betrieben werden. 13. The method according to claim 12, characterized in that the dry cast segments (20) are operated dry or wet depending on the solidification point (DP).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Trockengusssegment (20) in Transportrichtung vor dem Durcherstarrungspunkt (DP) nass und das zumindest eine Trockengusssegmente (20) in Transportrichtung nach dem Durcherstarrungspunkt (DP) trocken betrieben wird. 14. The method according to claim 13, characterized in that the at least one dry cast segment (20) is operated wet in the transport direction before the solidification point (DP) and the at least one dry cast segment (20) is operated dry in the transport direction after the solidification point (DP).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen den Strangführungsrollen (21) oberhalb und unterhalb des Strangs (41) durch mehrere Hydraulikzylinder (22) eingestellt wird und bevorzugt der teilerstarrte oder durcherstarrte Strang (41) durch eine Abstandsänderung zwischen den Strangführungsrollen (21) oberhalb und unterhalb des Strangs (41) mittels der Hydraulikzylinder (22) in seiner Dicke reduziert wird. 15. The method according to any one of claims 8 to 13, characterized in that a distance between the strand guide rollers (21) above and below the strand (41) is set by a plurality of hydraulic cylinders (22) and preferably the partially solidified or fully solidified strand (41) through a change in distance between the strand guide rollers (21) above and below the strand (41) is reduced in its thickness by means of the hydraulic cylinder (22).
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