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Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Herstellung von Warmband aus einer Metallschmelze nach dem Zweiwalzengiessverfahren mit zwei Zweiwalzengiesseinrichtungen.
Eine derartige Anlage zur Herstellung von dünnem, endabmessungsnahem Warmband, vor- zugsweise von Stahlband, nach dem Zweiwalzengiessverfahren besteht im wesentlichen aus zwei im Abstand zueinander angeordneten, angetriebenen und gegensinnig rotierenden Giesswalzen, deren Drehachsen in einer horizontalen Ebene liegen. Sie bilden einen Giessspalt, dessen seitliche Begrenzung von stirnseitig an die Giesswalzen angepressten Seitenplatten gebildet ist. Die beiden Giesswalzen und die Seitenplatten formen einen Schmelzenraum, in den Metallschmelze durch ein Tauchgiessrohr eingebracht wird. An den beiden gekühlten Mantelflächen der Giesswalzen erstarrt Metallschmelze zu Strangschalen, die sich im engsten Spalt zwischen den Giesswalzen zu einem Gussband verbinden.
Das vertikal nach unten ausgeförderte Metallband wird nachfolgend in die Horizontale umgelenkt, in nachgeordneten Behandlungseinrichtungen weiteren Bearbeitungsschrit- ten unterworfen und zu Metallbunden gewickelt.
Eine Anlage unter Anwendung des beschriebenen Zweiwalzengiessverfahrens ist bereits aus der AT-B 406 938 bekannt. Zwei parallel nebeneinander angeordnete Zweiwalzengiessanlagen werden unabhängig voneinander mit Schmelze versorgt, wobei jeder Zweiwalzengiessanlage ein Pfannendrehturm und ein Verteilergefäss zugeordnet ist. Das erzeugte Metallband wird zu Bunden gewickelt, die Bunde von beiden Giessanlagen zu einer gemeinsamen Walzanlage transportiert und dort weiterverarbeitet. Durch diese Anlagenanordnung wird eine Verdopplung der Produktionska- pazität erreicht.
Beim vertikalen Zweiwalzengiessverfahren ist die Bandgiessgeschwindigkeit durch die zeitlich und auf eine kurze Wegstrecke an der Giesswalzenoberfläche beschränkte Wärmeabfuhr bei einer Banddicke von 1,5 bis 5 mm auf 15 bis 150 m/min beschränkt. Damit ist die erreichbare Produkti- onskapazität an einer solchen Anlage auf Werte zwischen ca. 0,5 und 1,5 t/min und Meter Band- breite begrenzt. Das entspricht einer maximalen Produktionskapazität von 100 t/h für eine übliche einsträngige Anlage bei Giessbreiten bis 1300 mm.
Bei Giesspfannen mit einem Fassungsvermögen von 150 t Metallschmelze und mehr, wie sie häufig eingesetzt werden, führt dies zu Giesszeiten über zwei Stunden und damit zu unerwünscht unterschiedlichen Giessbedingungen über die Giesszeit.
Bei bestimmten Stranggiessanlagen, insbesondere bei Giessanlagen zur Erzeugung von Metall- strängen geringer Breite, wie Knüppelstranggiessanlagen und Vorblockgiessanlagen, ist es durchaus üblich, die Giesszeit je Giesspfanne durch den Einsatz einer mehrsträngigen Giessanlage zu minimie- ren. Hierbei sind die Kokillen und die nachgeordnete Strangführungen eng benachbart angeordnet Die Schmelze wird von einer gemeinsamen Giesspfanne über einen gemeinsamen Verteiler durch eine Mehrzahl von Ausgiessöffnungen den einzelnen Kokillen zugeführt. Eine Anlage dieser Art, bei der eine Vielzahl von Knüppelsträngen sehr kleinen Querschnittes mittels halbkreisförmig ange- ordneten Rohrkokillen erzeugt werden kann, ist aus der DE-A 19 08 648 bereits bekannt.
Entspre- chend dieser Kokillenanordnung werden die einzelnen Gussstränge strahlenförmig unter gleichem Winkelabstand ausgefördert. Bei derart kleinen Querschnitten stellt sich das Problem der Anord- nung von zwei Kokillen zum Giessen von Strängen mit Bandquerschnitten und grossem Län- gen/Breiten-Verhältnis bei begrenzter Verteilergrösse nicht.
Vereinzelt sind auch zweisträngige Bandgiessanlagen bekannt geworden ( EP-B 347 662, JP-A 62-187505), deren Kokillen von einem Verteiler mit Schmelze versorgt werden. Diese Kokil- len arbeiten jedoch nicht nach dem vertikalen Zweiwalzengiessverfahren. Die hierfür notwendige Zweiwalzengiessanlage benötigt wegen der seitlichen Walzenlagerung, den stirnseitig an die Giess- walzen anstellbaren Seitenplatten mit ihrem hydraulischen Anstellmechanismen und den Antrieben der Giesswalzen in axialer Richtung viel mehr Raum als Kokillen anderer Bauarten. Es ist bei die- sen konstruktiven Gegebenheiten und der gewünschten grossen Produktbreite nicht möglich, die Giesswalzen in axialer Richtung so eng zusammenzurücken, dass über ihnen in üblicher Art ein gemeinsamer Verteiler für zwei Zweiwalzengiessanlagen angeordnet werden könnte.
Der Dimensi- onierung eines Verteilergefässes sind durch die Notwendigkeit der gleichmässigen Aufheizung vor dessen Inbetriebnahme und der gewünschten Schmelzenführung und-konditionierung im Vertei- lergefäss Grenzen gesetzt. Verteilergefässe mit mehr als 10 m Längserstreckung sind technisch kaum realisierbar, führen im Verhältnis zum Gesamtdurchsatz der beiden Zweiwalzengiesseinrich- tungen zu sehr hohen Metallvolumina und benetzter Feuerfest-Auskleidungsfläche und damit zu
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erhöhten Verbrauch von Feuerfestmaterial und zu Ausbringungsverlusten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Nachteile und Schwierigkeiten zu vermeiden und ei- ne nach dem Zweiwalzengiessverfahren arbeitende Giessanlage vorzuschlagen, mit der es möglich ist, den Schmelzendurchsatz im Verteilergefäss über die Kapazitätsgrenze einer einsträngigen nach dem Zweiwalzengiessverfahren arbeitenden Giessanlage deutlich zu steigern und gleichzeitig die Vergiesszeiten einer Charge wesentlich zu reduzieren. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, die Bedingungen der Metallschmelze, insbesondere hinsichtlich einer Konstanz der Giess- temperatur über der Giesszeit ohne zusätzliche Aufheizung zu gewährleisten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Anlagenkonfiguration zu finden, bei der möglichst viele Anlagenkom- ponenten bei mehreren Produktionslinien gemeinsam verwendet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass einer Giesspfanne mit einem Schmelzenauslass ein Verteilergefäss zur Übernahme der Metallschmelze aus der Giesspfanne zugeordnet ist, dass dieses einzige Verteilergefäss mit mindestens zwei Bodenauslässen zur Über- leitung der Metallschmelze zu zwei Zweiwalzengiesseinrichtungen ausgestattet ist, dass jedem Giessspalt mindestens einer der Bodenauslässe des Verteilergefässes zugeordnet ist und die beiden Giessspalten bezüglich ihrer Längserstreckung unter einem Winkel von 60 bis 120 angeordnet sind.
Ein möglichst kleines Verteilergefäss wird benötigt, wenn jede Zweiwalzengiesseinrichtung mit den ihr nachgeordneten Bandbehandlungseinrichtungen eine Produktionslinie bildet und die von einem gemeinsamen Verteilergefäss mit Metallschmelze versorgten Produktionslinien zueinander unter einem Winkel von 60 bis 120 angeordnet sind. Durch die Winkellage der beiden Produkti- onslinien zueinander, können diese im Bereich der eigentlichen Zweiwalzengiesseinrichtung näher aneinander rücken und der Abstand der zentralen Zuführpositionen für die Metallschmelze wird minimiert und verkürzt das Verteilergefäss.
Eine bevorzugte Anlagenanordnungen ergibt sich, wenn die von einem gemeinsamen Vertei- lergefäss mit Metallschmelze versorgten Produktionslinien zueinander unter einem Winkel von etwa 90 angeordnet sind.
Weitere Vorteile der erfindungsgemässen Anordnung ergeben sich, wenn im kleineren Winkel- bereich zwischen zwei benachbarten Zweiwalzengiesseinrichtungen und den ihnen nachgeordneten Bandbehandlungseinrichtungen gemeinsame Servicebereiche für zumindest eine, vorzugsweise mindestens zwei der folgenden Anwendungen angeordnet sind: - Giesswalzenwerkstätte, - Giesswalzenwechselstation, - Walzenwechselstation, - Walzenschleiferei, - Anlagensteuerstand, - Produktlogistik.
Synergieeffekte aus verringerten Investitionskosten und Einsparungen bei Betrieb und Instand- haltung ergeben sich auch bei anderen Anlagenkomponenten. In Teilbereichen wird eine doppelte Ausstattung im Instandhaltungs- und Logistikbereich vermieden, die Anlagenüberwachung verein- facht und die Arbeit für die Bedienmannschaft erleichtert.
Eine ebenfalls die Länge des Verteilergefässes minimierende Anordnung der zwei Zweiwalzen- giesseinrichtungen ergibt sich, wenn die beiden Giessspalten bezüglich ihrer Längserstreckung parallel und versetzt zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind die von einem gemeinsamen Verteilergefäss mit Metallschmelze versorgten Produktionslinien voneinander wegführend angeord- net.
Als besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemässe Anordnung der Produktionslinien, wenn jeder Zweiwalzengiesseinrichtung mindestens ein Walzgerüst nachgeordnet ist. Walzgerüste benötigen auf der Antriebsseite Raum für die Antriebsaggregate der Walzen und an der Bediensei- te Raum für Walzenwechseleinrichtungen. Bevorzugte Winkellagen der Produktionslinien zueinan- der ermöglichen die Anordnung von Walzenwechselstationen, der zugehörigen Lagerwirtschaft und gegebenenfalls der Walzenschleiferei in einem räumlich geschlossenen Bereich der Produktions- halle zwischen den beiden Walzgerüsten.
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Eine effektive Giesspfannenwirtschaft wird erreicht, wenn die Giesspfanne in einer Trageinrich- tung abgestützt ist, diese Trageinrichtung von einem um eine vertikale Achse drehbaren Pfannen- drehturm mit mindestens zwei Aufnahmen für Giesspfannen gebildet ist und der Schmelzenauslass der Giesspfanne in Giessposition etwa mittig oberhalb des Verteilergefässes, vorzugsweise mittig im Bereich einer Auskragung eines T-förmigen Verteilergefässes angeordnet ist.
Die Überleitung der Metallschmelze vom Verteilergefäss in die Zweiwalzengiessanlage erfolgt in einer die Strangschalenbildung an den Giesswalzenoberflächen nicht störenden Art, wenn die Bo- denauslässe im Verteilergefäss Tauchgiessrohre umfassen, die mittig in einen freien Schmelzenauf- nahmeraum zwischen zwei zusammenwirkenden Giesswalzen der Zweiwalzengiesseinrichtung ragen.
Aus den zuvor bereits beschriebenen Gründen sind die Bodenauslässe im Verteilergefäss nicht mehr als 8,5 m voneinander entfernt.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen in schematischer Darstellung veranschaulicht sind, näher beschrieben, wobei Fig. 1 einen Längs- schnitt durch eine Anlage zur Umsetzung des Zweiwalzengiessverfahrens nach dem Stand der Technik zeigt. Fig. 2 veranschaulicht in einer Draufsicht die erfindungsgemässe Anlage mit der Anordnung von zwei Produktionslinien unter einem Winkel von 90 , und Fig. 3 zeigt in einer Drauf- sicht diese Anlage mit einer Anordnung von zwei Produktionslinien unter einem Winkel von 180 .
Eine Gesamtanlage zur Herstellung eines Stahlbandes aus einer Stahlschmelze nach dem eingangs bereits beschriebenen Zweiwalzengiessverfahren, wie es nach dem Stand der Technik üblich ist, ist in Fig. 1 in einem Längsschnitt schematisch und auf die wesentlichsten Anlagenkom- ponenten beschränkt dargestellt. Mit Stahlschmelze gefüllte Giesspfannen 1 werden aus dem Schmelzbetrieb mit Hüttenfahrzeugen oder einem nicht dargestellten Hallenkran zur Giessanlage gebracht und von diesem in Aufnahmen 2 eines um eine vertikale Achse 3 drehbaren Pfannen- drehturmes 4 eingesetzt. Von der in Giessposition verbrachten Giesspfanne 1 fliesst die Stahlschmel- ze durch einen Schmelzenauslass 5 in ein Verteilergefäss 6 und von diesem durch einen von einem Tauchgiessrohr 7 gebildeten Bodenauslass 8 zur Zweiwalzengiesseinrichtung 10.
Die Zweiwalzen- giesseinrichtung 10 ist von zwei in einem nicht dargestellten Tragrahmen angeordneten, angetrie- benen und gegensinnig rotierenden Giesswalzen 11,12 gebildet. Die im Abstand zueinander ange- ordneten Giesswalzen 11,12 bilden gemeinsam mit stirnseitig angeordneten und in Fig. 1 nicht dar- gestellten Seitenplatten einen Giessspalt 13 und einen Schmelzenaufnahmeraum 14, in dem sich an den Giesswalzenoberflächen erstarrte Strangschalen ausbilden, die im Giessspalt 13 durch die Rotation der Giesswalzen 11,12 zu einem gegossenen Metallband 15 zusammengeführt werden.
Das Metallband 15 wird im weiteren aus dem Giessspalt 13 ausgefördert, in die Horizontale umge- lenkt, von Treibrollenpaaren 16,17 zu einem Walzgerüst 18 weiterbefördert und dort unter Zug gehalten. Im weiteren Produktionsablauf wird das Metallband 15 beim Durchlauf durch Kühleinrich- tungen 19 gekühlt, mit einer Schere 20 entsprechend geforderten Bundgewichten quergeteilt und in einer Haspeleinrichtung 21 zu Bunden aufgewickelt. Weitere nicht dargestellte Einrichtung, wie eine Schlingengrube zum Geschwindigkeitsausgleich zwischen einzelnen Produktionseinrichtun- gen, Besäumscheren zur Behandlung der Bandkanten des Metallbandes, Evakuierungskammern zur Vermeidung der Zunderbildung am Metallband, Zwischenerwärmungseinrichtungen etc, sind in derartigen Anlagen üblicherweise integriert.
Eine mögliche Ausführungsform einer Anordnung von zwei Produktionslinien 23,24 unter Ein- bindung von je einer Zweiwalzengiesseinrichtung 10 der oben beschriebenen Art zur Durchführung des vertikalen Zweiwalzengiessverfahrens ist in Fig. 2 dargestellt. Die beiden Produktionslinien 23, 24 sind zueinander unter einem Winkel von 90 angeordnet. Die zueinander ebenfalls um 90 ver- setzt angeordneten Zweiwalzengiesseinrichtungen 10 mit den Giesswalzen 11,12 sind von einem sich schräg über beide Zweiwalzengiesseinrichtungen 10 erstreckenden Verteilergefäss 6 überdeckt und mit Metallschmelze versorgt. Hierbei sind die Bodenauslässe 8 jeweils genau oberhalb der Giessspalte 13 der Zweiwalzengiesseinrichtungen 10 positioniert und gewährleisten einen symmetri- schen Eintrag der Metallschmelze in den Schmelzenaufnahmeraum 14.
Mit dem Pfannendrehturm 4 ist die Giesspfanne 1 in eine Giessposition oberhalb des Verteilergefässes 6 verbracht, bei der die Metallschmelze in eine Auskragung 25 des T-förmig geformten Verteilergefässes 6 einfliesst.
In beiden Produktionslinien 23,24 sind analoge Bandbehandlungseinrichtungen angeordnet, von denen in der schematischen Darstellung der Fig. 2 nur ein Walzgerüst 18 zur Erzielung einer
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Dickenreduktion, Gefügeverbesserung, Oberflächenglättung etc. am Metallband und die Haspel- einrichtung 21 dargestellt sind. Im Hallenbereich zwischen den beiden benachbarten Produktionsli- nien 23,24 sind neben den Walzgerüsten 18 Bereiche für die Walzenwechselstationen 30 und ge- gebenenfalls weitere Bereiche für die gemeinsame Walzenlagerung und Walzenschleiferei vorge- sehen.
Durch den Nahebereich gleicher Bandbehandlungseinrichtungen ergeben sich günstige Arbeitsbedingungen für Bedien- und Instandhaltungspersonal mit kurzen Transportwegen und ge- meinsamer Logistik. Ähnliche Synergieeffekte ergeben sich beispielsweise bei der Giesswalzen- wechselstation und der Giesswalzenwerkstätte, beim Anlagensteuerstand und der Produktlogistik.
In Fig. 3 ist eine weitere mögliche Ausführungsform einer Anordnung von zwei Produktionsli- nien 23,24 unter Einbindung von je einer Zweiwalzengiesseinrichtung 10 zur Durchführung des vertikalen Zweiwalzengiessverfahrens dargestellt, wobei die Produktionslinien 23,24 unter einem Winkel von 180 angeordnet sind. Im Zentrum der Anlage steht hier der Pfannendrehturm 4 und das Verteilergefäss 6, von dem ausgehend die beiden Produktionslinien 23,24 in entgegengesetzte Richtungen orientiert sind.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die einzelnen An- lagenkomponenten können in verschiedentlich abgewandelter Form eingesetzt werden. Es liegt im Schutzumfang der Erfindung, anstelle des Pfannendrehturmes andere bodengestützte Trageinrich- tungen für die Giesspfannen vorzusehen, wie beispielsweise verfahrbare Pfannenwägen. Auch ein Giesskran, an dem die Giesspfanne hängt, kann Anwendung finden und den Pfannendrehturm ersetzen. Die Verteilergefässe können in Abhängigkeit von den Winkellagen der Produktionslinien zueinander in ihrer Form angepasst sein und auch als im wesentlichen rechteckiger Trog oder V-förmiges Verteilergefäss ausgeformt sein. Zur Erzielung grösserer Reduktionsraten in den einzel- nen Produktionslinien kann eine mehrgerüstige Walzeinrichtung eingesetzt sein.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Anlage zur Herstellung von Warmband aus einer Metallschmelze nach dem Zweiwalzen- giessverfahren mit zwei Zweiwalzengiesseinrichtungen, wobei jede der Zweiwalzengiessein- richtungen (10) von zwei einen Giessspalt (13) bildenden Giesswalzen (11, 12) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass einer Giesspfanne (1) mit einem Schmelzenauslass (5) ein
Verteilergefäss (6) zur Übernahme der Metallschmelze aus der Giesspfanne (1) zugeordnet ist, dass dieses einzige Verteilergefäss (6) mit mindestens zwei Bodenauslässen (8) zur
Weiterleitung der Metallschmelze zu zwei Zweiwalzengiesseinrichtungen (10) ausgestattet ist, dass jedem Giessspalt (13) mindestens einer der Bodenauslässe (8) des Verteilergefä- #es (6) zugeordnet ist und die beiden Giessspalten (13) bezüglich ihrer Längserstreckung unter einem Winkel von 60 bis 120 angeordnet sind.