DE10011689A1 - Verfahren zum Stranggiessen von Brammen und insbesondere von Dünnbrammen - Google Patents
Verfahren zum Stranggiessen von Brammen und insbesondere von DünnbrammenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen von Brammen, insbesondere von Dünnbrammen, in einer Stranggießanlage mit einer Strangführung (20), umfassend unterhalb einer Kokille (1) im lichten Abstand einstellbare Strangführungssegmente (2.1-2.n) insbesondere mit Rollenpaaren (3, 3'), wobei zur Verminderung von Steigerungen und Kernporositäten der Gießstrang (4) im Bereich seiner Resterstarrung durch Anstellung der Strangführungssegmente in der Dicke reduziert wird (Soft-Reduction). Zur weiteren Verbesserung der Strangqualität wird der Gießstrang (4) vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke (III) durch entsprechende Maulweiten-Einstellung (W) der Segmente (2.1-2.n) (3, 3') infolge des ferrostatischen Innendrucks mit einer gezielten Ausbauchung (5) versehen. Diese Ausbauchung (5) wird in der angestellten Segmentführung der Soft-Reduction-Strecke oder teilweise auf die Strangdicke zurückgedrückt, in der dann die Resterstarrung stattfindet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen von Brammen, und insbe
sondere von Dünnbrammen, in einer Stranggießanlage mit einer Strangführung,
umfassend unterhalb einer Kokille im lichten Abstand einstellbare Strangführungs
segmente, insbesondere mit Rollenpaaren, wobei zur Verminderung von Seige
rungen und Kernporositäten der Gießstrang im Bereich seiner Resterstarrung
durch Anstellung der Strangführungssegmente in der Dicke reduziert wird (Soft-
Reduction).
Bei einem bekannten Verfahren (DE 41 38 740 A1) durchläuft der Strang eine
Soft-Reduction-Strecke bei deren Eintritt er noch nicht durcherstarrt ist, an deren
Ende er jedoch durcherstarrt sein soll, wofür u. a. die Gießgeschwindigkeit einen
wesentlichen Betriebsparameter darstellt. Im Bereich der Enderstarrung wird dabei
eine Dickenreduktion bspw. für Dünnbrammen zwischen 0,5 und 3 mm pro Meter
Gießlänge durchgeführt. Dazu werden in der Soft-Reduction-Strecke die Rollen
paare einzelner Segmente über das Schrumpfverhalten des Stranges hinausge
hend enger eingestellt, um im Bereich der Resterstarrung eine Verbesserung der
Strang-Innenqualität zu erreichen.
Die EP 0 834 364 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung für Hochge
schwindigkeits-Stranggießanlagen mit einer Strangdickenreduktion während der
Erstarrung, wobei Schmelze vorzugsweise in eine oszillierende Kokille gegossen
und der Strangquerschnitt linear über eine Mindestlänge der Strangführung un
mittelbar unter der Kokille, dem sogenannten Gießwalzen, reduziert wird, mit sich
anschließender weiterer Strang-Reduktion über die restliche Strangführung, der
"Soft-Reduction", bis maximal unmittelbar vor der Enderstarrung bzw. Sumpfspit
ze. Durch diese verfahrenstechnischen Maßnahmen wird die Deformationsdichte
der Strangquerschnittsreduktion so vorgegeben, dass die kritische Deformation
der Strangschale unter Berücksichtigung der hohen Gießgeschwindigkeit und
Stahlgüte nicht überschritten wird.
Die EP 0 177 796 B1 offenbart ein Verfahren zum Führen und Richten eines
Gießstranges im Richt- und Auslaufbereich einer Bogenstranggießanlage, wobei
gegenüberliegend angeordnete Rollen von einer Federkraft gegen den ferrostati
schen Druck des Gießstranges in einem dem Gießverfahren entsprechenden Ab
stand gehalten werden. Dabei wird ein Gießstrangbereich erhöhter Festigkeit
wegverfolgt und bei dessen Durchlauf zwischen gegenüberliegenden Rollen wird
die jeweilige Federkraft durch eine geringere Zusatzkraft reduziert. Dieser Vor
schlag, nämlich den lichten Abstand bzw. die Maulweite über Hydraulikzylinder mit
eingebauter induktiver Wegemessung und Servoventilen stufenlos einzustellen,
erfordert eine rechnerische oder messtechnische Ermittlung der Lage der Sumpf
spitze.
Die in Stranggießanlagen entsprechend den vorgenannten Dokumenten und den
darin beschriebenen Verfahren und Anlagen hergestellten Brammen oder Blöcke
dienen als Ausgangsmaterial für Walzwerksprodukte zum Erzeugen von Blechen
oder Bändern.
Um beim Stranggießen, insbesondere von Dünnbrammen, Seigerungen im Strang
zu verringern und ein vergleichsweises optimales Gefüge zu erzielen, wird in der
Strangführungs-Strecke der Anlage im Bereich der Enderstarrung zwecks Dicken
reduktion, z. B. zwischen 0,5 und 3 mm pro Meter Strang, das Oberjoch eines
Strangführungssegmentes mit den darin gelagerten Rollen zwischen Einlauf und
Auslauf schräg angestellt, so dass auslaufseitig eine kleinere Maulweite als ein
laufseitig vorhanden ist. Dabei wird vielfach der Strang im Bereich der Resterstar
rung in der Dicke einschließlich der bereits durcherstarrten Kantenbereiche redu
ziert. Dies führt jedoch zu einer unnötig erhöhten Belastung von Rollen und ihren
Lagerungen, ohne dass hierbei die Gefüge-Innenqualität im Kantenbereich des
Stranges beeinflusst wird.
Ausgehend von diesen Zusammenhängen und den sich daraus ergebenden Er
kenntnissen beim Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
effektives Verfahren zur Verbesserung des Strang-Innengefüges in dessen Re
duktionsbereich der Resterstarrung unter Vermeidung erhöhter Rollen- und La
gerbelastung anzugeben, welches hauptsächlich auf die mittleren Partien des
Stranges einwirkt und die bereits durcherstarrten, Randpartien des Stranges bei
der Verdichtungsarbeit ausspart.
Zur Lösung der Aufgabe wird mit der Erfindung bei einem Verfahren der im Ober
begriff von Anspruch 1 genannten Art vorgeschlagen, dass der Gießstrang vor
dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke durch entsprechende Maulweiten-
Einstellung der Segmente infolge des ferrostatischen Innendrucks mit einer ge
zielten Ausbauchung versehen wird, und dass die Ausbauchung in der Segment
führung der Soft-Reduction-Strecke ganz oder teilweise auf die Strangdicke zu
rückgedrückt wird, in der die Resterstarrung stattfindet.
Damit wird im Vergleich zum Stand der Technik und den bisherigen Verfahrens
konzepten bei gleicher Dickenreduzierung und Kernverdichtung eine geringere
Krafteinwirkung erforderlich, und die Rollen- bzw. Lagerbelastung verringert, was
der gesamten Stützkonstruktion der Strangführung zugute kommt und darüber
hinaus die Strangqualität infolge verminderter Seigerungen und Kernporositäten
signifikant verbessert bzw. bei unveränderter Krafteinwirkung eine größere Dic
kenreduzierung und Kernverdichtung ergibt.
Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß der Gießstrang vor dem Bereich
der Soft-Reduction-Strecke bei veränderlich einstellbarer Maulweite der Segmente
in wenigstens einem Segment zuerst in einen Streckenbereich sich verringernder
Maulweite im kernflüssigen Bereich reduziert wird ("Liquid-Core-Reduction") und
anschließend einen Streckenbereich sich vergrößernder Maulweite durchläuft, und
danach in weiteren Segmenten in eine bis zur Sumpfspitze reichende Soft-
Reduction-Strecke einmündet.
Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens sind entsprechend den Unteransprüchen
vorgesehen.
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachste
henden Erläuterung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausfüh
rungsbeispiels. Es zeigen:
Fig. 1 in rein schematischer Darstellung einen Anfangsbereich einer
Strangführung unterhalb einer Kokille nach dem Stand der Technik
lediglich mit einer Soft-Reduction-Strecke;
Fig. 2 ein Stück einer Strangführung unterhalb einer Kokille mit sowohl
einer Liquid-Core-Reduction-Strecke und einen anschließenden Be
reich mit einer Soft-Reduction-Strecke;
Fig. 3 Querschnittskontur des Gießstranges.
In der Fig. 1 befindet sich unterhalb der Kokille 1 ein Stück einer Strangführung
mit den Segmenten 2.1, 2.2 und 2.3. Das Segment 2.2 ist unterteilt in die Seg
mentbereiche 2.2a und 2.2b. Alle Segmente weisen Führungsrollen 3, 3' auf und
sind im lichten Abstand zueinander einstellbar.
Zur Vermeidung von Seigerungen im Strang 4 bei dessen Erstarrung sowie zur
Erzielung eines dichten Gefüges wird bei diesem in einer Soft-Reduction-Strecke
III der Strangführung 20 im Bereich der Enderstarrung eine Dickenreduzierung mit
einer Marge zwischen 0,5 und 3 mm pro Meter durchgeführt.
Im Stammbaum des Gießstranges 4 der Fig. 1 ist dargestellt, daß der Gießstrang
vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke III durch entsprechende Maulweiten-
Einstellung der Rollen 3, 3' nach vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke III
gezielt eine Ausbauchung 5 erhält, wonach die Ausbauchung 5 in der konisch an
gestellten Rollenführung der Soft-Reduction-Strecke III auf diejenige Strangdicke
reduziert wird, in der die Resterstarrung stattfindet.
Damit wird ein effektives Verfahren zur Reduzierung von Seigerungen und zur
Verdichtung des Strang-Innengefüges in dessen Reduktionsbereich der Rester
starrung unter Vermeidung erhöhter Rollen- und Lagerbelastung angegeben, wel
ches hauptsächlich auf die noch nicht vollständig durcherstarrten, insbesondere
mittleren Partien des Stranges einwirkt und das die bereits durcherstarrten Rand
partien bei der Verdichtungsarbeit ausspart.
In Fig. 2 ist eine Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt,
wonach der Gießstrang 4 vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke bei verän
derlich einstellbarer Maulweite (W) der Rollen 3, 3' zuerst eine parallele Strecke 1
unterhalb der Kokille 1 in wenigstens einem ersten Segment 2.1 durchläuft. In ei
nem folgenden Segment 2.2 wird zuerst in einem Streckenbereich 2a sich verrin
gernder Maulweite (-W) eine "Liquid-Core-Reduction" durchgeführt, anschließend
durchläuft der Gießstrang einen Streckenbereich Ilb sich vergrößernder Maulweite
(+W). Danach mündet der Gießstrang 4 in weiteren Segmenten 2.3 bis 2.4 bzw.
2.5 (nicht gezeigt) in eine bis zur Sumpfspitze reichende Soft-Reduction-Strecke III
ein. Der Bereich vergrößerter Maulweite +W der Strecke IIb der Fig. 2 ist zwi
schen den Bereichen von Liquid-Core-Reduction (IIa) und Soft-Reduction III an
geordnet.
Eine Ausgestaltung des Verfahren nach der Erfindung sieht vor, dass die Maul
weite W vor dem Bereich der Soft-Reduction III linear vergrößert wird. Es kann
aber auch von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, dass die Maulweite W vor
dem Bereich III der Soft-Reduction nicht-linear vergrößert wird.
Von Vorteil ist, dass bei der Herstellung von Dünnbrammen zur Vermeidung einer
kritischen Deformation der Strangschale die Vergrößerung der Maulweite W zwi
schen 1 und 8 mm eingestellt wird.
Dagegen kann bei der Herstellung üblicher Brammen mit Brammendicken von
bspw. 250 mm und mehr eine Vergrößerung der Maulweite (+W) zwischen 3 und
20 mm eingestellt werden.
In Fig. 3 ist der Gießstrang im Querschnitt dargestellt. Die beidseitige Ausbau
chung 5 entsteht durch eine vergrößerte Maulweiteneinstellung vor dem Bereich
der Soft-Reduction-Strecke III. Diese Ausbauchung 5 wird im Bereich der Soft-
Reduction-Strecke III ganz oder teilweise zurückgedrückt. Die durchgezogene Li
nie zeigt die Querschnittskontur des ausgebauchten Stranges. Die gestrichelte
Linie 5' zeigt die Kontur des Stranges nach dem Verlassen der Soft-Reduction-
Strecke.
Claims (11)
1. Verfahren zum Stranggießen von Brammen, insbesondere von Dünnbram
men, in einer Stranggießanlage mit einer Strangführung (20), umfassend
unterhalb einer Kokille (1) im lichten Abstand einstellbare Strangführungs
segmente (2.1-2.n) insbesondere mit Rollenpaaren (3, 3'), wobei zur
Verminderung von Seigerungen und Kernporositäten der Gießstrang (4) im
Bereich seiner Resterstarrung durch Anstellung der Strangführungsseg
mente in der Dicke reduziert wird (Soft-Reduction),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gießstrang (4) vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke (III)
durch entsprechende Maulweiten-Einstellung (W) der Segmente (2.1 bis
2.n) infolge des ferrostatischen Innendrucks mit einer gezielten Ausbau
chung (5) versehen wird, und dass die Ausbauchung (5) in der Segmentfüh
rung der Soft-Reduction-Strecke ganz oder teilweise auf die Strangdicke
zurückgedrückt wird, in der die Resterstarrung stattfindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Maulweite (W) mindestens eines Segments (2.1 bis 2.n) vor der
Soft-Reduction-Strecke (III) auf ein Maß größer als die Austrittsdicke der
Kokille (1) eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gießstrang (4) vor dem Bereich der Soft-Reduction-Strecke (III)
bei veränderlich einstellbarer Maulweite (W) der Segmente (2.1 bis 2.n) in
wenigstens einem Segment (2.2) zuerst in einem Streckenbereich (IIa) mit
sich verringernder Maulweite (-W) im kernflüssigen Bereich reduziert wird
("Liquid-Core-Reduction") und anschließend einen Streckenbereich (IIb)
sich vergrößernder Maulweite (+W) durchläuft, und danach in weiteren
Segmenten (2.3 bis 2.n) in eine bis zur Sumpfspitze reichende Soft-
Reduction-Strecke (III) einmündet.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Maulweite (W) wenigstens eines Segments (2.1 bis 2.n) vor der
Soft-Reduction-Strecke (III) auf ein größeres Maß eingestellt wird als die
Strangdicke nach der Liquid Core Reduction Strecke.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Maulweiteneinstellung der Segmente (2.1 bis 2.n) parallel oder ko
nisch zu dem Gießstrang erfolgt.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Maulweite (W) vor dem Bereich der Soft-Reduction (III) linear ver
größert wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Maulweite (W) vor dem Bereich (III) der Soft-Reduction nicht-linear
vergrößert wird.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der Herstellung von Dünnbrammen die Vergrößerung der Maul
weite (+W) zwischen 1 und 8 mm eingestellt wird.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei der Herstellung von Brammen eine Vergrößerung der Maulweite
(+W) zwischen 3 und 20 mm eingestellt wird.
10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bereich vergrößerter Maulweite (+W) zwischen den Bereichen von
Liquid-Core-Reduction (IIa) und Soft-Reduction (III) angeordnet wird.
11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gießstrang (4) zuerst eine parallele Strecke (I) unterhalb der Ko
kille (1) in wenigstens einem ersten Segment (2.1) durchläuft und sich der
Streckenbereich (IIa) der Liquid-Core-Reduction und der Streckenbereich
(III) der Soft-Reduction anschließen.
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