DE10062868A1 - Verfahren zum Giessen und unmittelbar anschliessendem Walzen und eine Vorrichtung zur Stützung, Führung und Verformung eines Metall-, insbesondere eines Stahlstranges - Google Patents

Verfahren zum Giessen und unmittelbar anschliessendem Walzen und eine Vorrichtung zur Stützung, Führung und Verformung eines Metall-, insbesondere eines Stahlstranges

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Abstract

Ein Verfahren zum Gießen und Walzen von Vorprofilen, insbesondere von H-Profilen, und eine Vorrichtung zur Stützung, Führung und Verformung eines Metall-, insbesondere eines Stahlgießstrangs (1), in einer Vorprofil-Stranggießanlage mit Weichreduktion (9), wobei unterhalb der Stranggießkokille zu beiden Gießstrang-Seiten (1a; 1b) gegenüberliegende Rollenträger (8) angeordnet sind, deren Rollen mit dem Gießstrang (1) in Transport- und/oder Verformungsverbindung stehen, kann zur Vermeidung von Seigerungen und Porositäten derart ausgeübt werden, dass das Vorprofil in der Stranggießkokille an den Flanschen (7) und an der Vorprofilsteg-Fläche (6b) jeweils mit einer Ausbauchung (6a) vorgegossen wird und dass das Vorprofil in der Soft-reduction-Strecke (9) an den Ausbauchungen (6a) der Flansche (7) und des Vorprofilstegs (6) derart flachgewalzt wird, dass die Flansch-Außenflächen (7a) und die Vorprofilsteg-Flächen (6b) weitgehend eben sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen und unmittelbar anschließendem Walzen und eine Vorrichtung zur Stützung, Führung und Verformung eines Metall- insbesondere eines Stahlgießstranges, in einer Vorprofil-Stranggießanlage mit Weichreduktion, wobei unterhalb der Stranggießkokille zu beiden Seiten des Gießstrangs gegenüberliegende Rollenträger angeordnet sind, deren Rollen mit dem Gießstrang in Transport- und/oder Verformungsverbindung stehen.
Die Anforderung an hochfeste Träger erfordert seigerungsarme bis seigerungs­ freie und porositätsfreie Mittenstrukturen in Steg und Flansch eines H- Trägerprofils. Um diesen Anforderungen zu entsprechen, kann im Bereich der Sumpfspitze und/oder dem Erstarrungsbereich sog. Soft-reduction zum Einsatz kommen. Dieses Verfahren wurde bisher lediglich in Bloom-Stranggießanlagen angewendet. In Vorprofil-Stranggießanlagen kann in der Stranggießkokille dem Gießstrang schon eine Vorform an den Flanschen und später im Stützgerüst auch an den Stegen überlagert werden.
Es ist eine Vorrichtung zur Stützung eines Metallgießstranges, insbesondere zur Weichreduktion bei einer Vorband-Gießanlage bekannt (EP 0 450 391 B1), wobei unterhalb der Stranggießkokille auf beiden Seiten des Gießstrangs spiegelbildlich gegenüberliegende Rollenträger vorgesehen sind, deren Rollen mit dem Gießstrang in Wirkverbindung stehen. Jeder Rollenträger ist in einem feststehenden Rahmen angeordnet und in mehrere, rollentragende Segmente aufgeteilt, die mit Verstelleinrichtungen in Verbindung stehen, wobei die Rollen tragenden Segmente derart gelenkig aneinander gekoppelt sind, dass jedes Segment für sich in einem beliebigen Winkel zum Gießstrang verstellt und eingestellt werden kann und wobei zum allgemeinen Verstellen des Rollenträgers die obere Verstelleinrichtung dient. Eine solche Anordnung aus gelenkig miteinander verbundenen Rollenträgern er­ fordert jedoch zur Abstützung der Kräfte einen über die Gesamtlänge verlaufen­ den feststehenden Rahmen, der aufwendig ist und über das gesamte Stützrollen­ gerüst erforderlich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vorprofil, insbesondere ein H-Profil aus Stahl, mit einem Walzvorgang in der Weichreduktions-Strecke zu schaffen, wobei die zugehörige Vorrichtung einen Rollenträger auf kleinstem Raum bei ho­ hen Stützkräften aufweist, mit dem die Weichreduktion von Vorprofilsträngen in der Art durchgeführt werden kann, dass die erwähnten Seigerungen und Porosi­ täten nicht mehr oder nicht mehr im gleichen Maß wie bisher auftreten.
Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art er­ findungsgemäß dadurch gelöst, dass das Vorprofil in der Stranggießkokille an den Flanschen und am Steg jeweils mit einer Ausbauchung vorgegossen wird und dass das Vorprofil in der Soft-reduction-Strecke an den Ausbauchungen der Flan­ sche und des Stegs derart flachgewalzt wird, dass die Flansch-Außenflächen und die Stegflächen weitgehend eben sind. Dabei wird den Seigerungen und den Porositäten im Steg und im Flansch erheblich entgegengewirkt, so dass diese kaum noch auftreten.
Hierbei ist noch verfahrensgemäß vorteilhaft, dass die vorprofilierten Ausbau­ chungen der Vorprofilsteg-Flächen und/oder der Flansch-Außenflächen jeweils als nach außen schwach gekrümmte, bogenförmige Ausbauchungen ausgeführt werden.
Die gestellte Aufgabe wird durch die Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass innerhalb der Strangführung im Erstarrungsbereich für die Weichreduktion jeweils mehrere, hintereinander angeordnete Stütz- und Verformungsrollen ab­ schnittsweise konisch an den Vorprofilsteg und/oder die Flansche mit einer im Strangverlauf ansteigenden Verformungskraft anstellbar sind. Dadurch findet in der Weichreduktions-Strecke eine solche Verformung an Flanschen und im Steg statt, dass die Seigerungen zumindest erheblich vermindert werden. Außerdem werden Porositäten beseitigt.
In Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in der Stranggießkokille erzeugte vorprofi­ lierte Ausbauchungen im Vorprofilsteg und/oder an den Flansch-Außenflächen im Erstarrungsbereich für die Weichreduktion mittels der konischen Einstellung eines oder mehrerer Rollenträger auf das fertige Vorprofil verformbar sind. Die angestrebte Verdichtung des Werkstoffs unter Beseitigung der Mittenseigerungen und der Porositäten wird durch die hohe Verdichtung begünstigt.
Die Verformung zum Fertig-Vorprofil wird nach weiteren Merkmalen dadurch er­ zeugt, dass ein Abschnitt aus mehreren hintereinander angeordneten Stütz- und Verformungsrollen einen schräg anstellbaren Rollenrahmen bildet. Dadurch wer­ den bei Verstellung des Rollenrahmens alle Rollen entsprechend dem Anstellwin­ kel angestellt.
Eine unabhängige Anstellung gegen die Flansch-Außenflächen findet dabei derart statt, dass die Stütz- und Verformungsrollen in dem Rollenrahmen auf Länge der Soft-reduction-Strecke für die Flansche des Gießstrangs anstellbare Flanschrol­ lengruppen bilden.
Dementsprechend wird eine, unabhängige Anstellung an den Vorprofilsteg dadurch erzielt, dass die Stütz- und Verformungsrollen in dem Rollenrahmen auf Länge der Soft-reduction-Strecke für den Vorprofilsteg des Gießstrangs anstellbare Stegrol­ lengruppen bilden.
Die Vorrichtung ist nach weiteren Verbesserungen der Erfindung dahingehend gestaltet, dass ein Rollenrahmen für die Strangoberseite, bestehend aus parallel zum Strangverlauf angeordneten Längsrollenrahmen, die mittels einer Vielzahl von Querstreben miteinander verbunden sind, gebildet ist und dass an den Längs­ rollenrahmen im vorderen Bereich und im hinteren Bereich jeweils Stützlager für die Verformungsantriebe angeordnet sind. Dadurch entsteht eine kompakte, für hohe Anstell-Kräfte geeignete Vorrichtung. Außerdem entstehen die Befesti­ gungsflächen für die Drehlager der mit ihrer Achse horizontal verlaufenden Stütz und Verformungsrollen.
Analog zu der vorstehend gekennzeichneten Vorrichtung wird weiterhin vorge­ schlagen, dass jeweils ein Rollenrahmen für die Strangschmalseiten gebildet ist, jeweils bestehend aus flachparallel zur Strangoberseite verlaufenden Paaren von Längsrollenrahmen, die paarweise pro Gießstrangseite mittels einer Vielzahl von senkrecht zum Strangverlauf gerichteten Querstreben miteinander verbunden sind. Dadurch können die mit ihrer Achse senkrecht verlaufenden Stütz- und Ver­ formungsrollen leicht gemeinsam an die Flansch-Außenflächen angestellt werden.
Die Verformungskräfte werden dabei dadurch ausgeübt, dass die Paare von flachparallelen Schmalseiten-Rollenrahmen der beiden Gießstrangseiten mittels jeweils an den Enden angeordneten Zugankern quer zum Strangverlauf miteinan­ der verbunden sind. Die Zugkraft kann fest eingestellt sein.
Hierzu ist noch vorgesehen, dass die Zuganker aus regelbaren hydraulischen Kol­ ben-Zylinder-Einheiten bestehen. Dadurch kann eine angepasste Verformungs­ kraft ausgeübt werden.
Konstruktiv ist die Verbindung der Rollenrahmen für die Strangoberseite und die Strangschmalseiten dadurch besonders vorteilhaft, dass die senkrechten Verfor­ mungsantriebe aus regelbaren hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten bestehen, deren Kolbenstangen durch schlitzförmige Offnungen der flachparallelen Längs­ rollenrahmen verlaufen und am Fundamentrahmen befestigt sind.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
Die einzige Figur der Zeichnung stellt eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung dar.
Die Vorrichtung zur Stützung, Führung und Verformung eines Metall-, insbesonde­ re eines Stahlgießstranges 1, findet in einer Vorprofilstranggießanlage für H- Profile, mit Weichreduktion statt, wobei unterhalb der (nicht näher dargestellten) Stranggießkokille zu beiden Gießstrang-Seiten 1a (linke Gießstrang-Seite) und 1b (rechte Gießstrang-Seite) einander gegenüberliegende Rollenträger 2 angeordnet sind, deren Stütz- und Verformungsrollen 3 mit dem Gießstrang 1 in Transport- und/oder Verformungsverbindung stehen und eine Strangführung 4 bilden. In­ nerhalb dieser Strangführung 4 sind im Erstarrungsbereich 5 für die Weichredukti­ on jeweils mehrere, hintereinander angeordnete Stütz- und Verformungsrollen 3 abschnittsweise konisch an den Vorprofilsteg 6 und/oder die Flansche 7 mit einer im Strangverlauf 13 ansteigenden Verformungskraft angestellt. In der Stranggieß­ kokille werden vorprofilierte Ausbauchungen 6a in Vorprofilsteg-Flächen 6b und/ oder an den Flansch-Außenflächen 7a im Erstarrungsbereich 5 für die Weichreduktion mittels der konischen Einstellung eines oder mehrerer Rollenträger 2 zu dem fertigen Vorprofil verformt.
Die vorprofilierte Ausbauchung 6a wird jeweils aus stumpfwinklig zueinander ver­ laufenden Vorprofilsteg-Flächen 6b und/oder Flansch-Außenflächen 7a gebildet.
Auf beiden Gießstrang-Seiten 1a und 1b und der Strangoberseite 12 bilden meh­ rere, hintereinander angeordnete Stütz- und Verformungsrollen 3 den schräg an­ stellbaren Rollenrahmen 8. Die Stütz- und Verformungsrollen 3 sind in dem Rol­ lenrahmen 8 auf die Länge der Soft-reduction-Strecke 9 für die Flansche 7 des Gießstrangs 1 zu gemeinsam anstellbaren Flanschrollengruppen 10 zusammen­ gefasst. In dieser Art sind paarweise Längsrollenrahmen 8a und Schmalseiten- Rollenrahmen 8b gebildet. Ebenso bilden die Stütz- und Verformungsrollen 3 in dem Rollenrahmen 8 auf die Länge der Soft-reduction-Strecke 9 für den Vorprofil­ steg 6 des Gießstrangs 1 anstellbare Stegrollengruppen 11.
Die Rollenrahmen 8 sind derart aufgebaut, dass ein Rollenrahmen 8 für die Strangoberseite 12 bestehend aus parallel zum Strangverlauf 13 angeordneten Längsrollenrahmen 8a mittels einer Vielzahl von Querstreben 14 miteinander ver­ bunden sind. An den Längsrollenrahmen 8a sind im vorderen Bereich 15 und im hinteren Bereich 16 jeweils Stützlager 17 für paarweise, senkrecht verlaufende Verformungsantriebe 18 angeordnet.
Dementsprechend ist jeweils ein Rollenrahmen 8b für die Strangschmalseiten 19 gebildet, der jeweils aus flachparallel zur Strangoberseite 12 verlaufenden Paaren 8c von Längsrollenrahmen 8a zusammengesetzt ist. Die Schmalseiten- Rollenrahmen 8b sind mittels einer Vielzahl entsprechend beabstandeter, senk­ recht zum Strangverlauf 13 gerichteter Querstreben 20 miteinander verbunden. Die Paare 8c von flachparallelen Schmalseiten-Rollenrahmen 8b der beiden Gieß­ strang-Seiten 1a und 1b sind mittels jeweils an einem Ende 22 angeordnetem Zuganker 23 quer zum Strangverlauf 13 miteinander verbunden, wobei am Ende 21 ein Schwenklager 8e für die Einheit aus den Paaren 8c mit Querstreben 20 gebildet ist. Die Einheiten sind dadurch in einer etwa horizontalen Ebene ausein­ ander und zusammen anstellbar. Die Zuganker 23 bestehen aus regelbaren hy­ draulischen Kolben-Zylinder-Einheiten 23a. Die Zuganker 23 durchdringen die beiden parallel zum Strangverlauf 13 verlaufenden Längsrollenrahmen 8a durch Öffnungen 23b. Die Kolben-Zylinder-Einheiten 23a sind mittels Gelenkköpfen 23c mit Verbindungsstangen 8d der Schmalseiten-Rollenrahmen 8b verbunden.
Die senkrechten Verformungsantriebe 18, die ebenfalls aus regelbaren hydrauli­ schen Kolben-Zylinder-Einheiten 18a bestehen können, sind mit ihren Kolben­ stangen 18b durch analoge schlitzförmige Öffnungen 24 der flachparallelen Schmalseiten-Rollenrahmen 8b geführt und im Fundamentrahmen 25 gelenkig befestigt.
Bezugszeichenliste
1
Gießstrang
1
a (linke) Gießstrang-Seite
1
b (rechte) Gießstrang-Seite
2
Rollenträger
3
Stütz- und Verformungsrollen
4
Strangführung
5
Erstarrungsbereich
6
Vorprofilsteg
6
a Ausbauchung
6
b Vorprofilsteg-Flächen
7
Flansch
7
a Flansch-Außenfläche
8
Rollenrahmen
8
a Längsrollenrahmen
8
b Schmalseiten-Rollenrahmen
8
c Paare
8
d Verbindungsstangen
8
e Schwenklager
9
Soft-reduction-Strecke
10
Flanschrollengruppe
11
Stegrollengruppen
12
Strangoberseite
13
Strangverlauf
14
Querstreben
15
vorderer Längsrollenrahmen-Bereich
16
hinterer Längsrollenrahmen-Bereich
17
Stützlager
18
senkrechte Verformungsantriebe
18
a regelbare hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten
18
b Kolbenstange
19
Strangschmalseiten
20
Querstreben
21
Ende der flachparallelen Längsrollenrahmen
22
Ende der flachparallelen Längsrollenrahmen
23
Zuganker
23
a regelbare hydraulische Kolben-Zylinder-Einheiten
23
b Öffnungen
23
c Gelenkköpfe
24
schlitzförmige Öffnungen
25
Fundamentrahmen

Claims (13)

1. Verfahren zum Gießen und unmittelbar anschließendem Walzen von Vor­ profilen, insbesondere von H-Profilen aus Stahl, bei dem das Vorprofil in der Stranggießkokille gegossen und in einem Stützrollengerüst in einer Soft-reduction-Strecke verformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorprofil in der Stranggießkokille an den Flanschen und am Steg jeweils mit einer Ausbauchung vorgegossen wird und dass das Vorprofil in der Soft-reduction-Strecke an den Ausbauchungen der Flansche und des Stegs derart flachgewalzt wird, dass die Flansch-Außenflächen und die Stegflächen weitgehend eben sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorprofilierten Ausbauchungen der Vorprofilsteg-Flächen und/ oder der Flansch-Außenflächen jeweils als nach außen schwach ge­ krümmte, bogenförmige Ausbauchungen ausgeführt werden.
3. Vorrichtung zur Stützung, Führung und Verformung eines Metall-, insbe­ sondere eines Stahlgießstrangs, in einer Vorprofil-Stranggießanlage mit Weichreduktion, wobei unterhalb der Stranggießkokille zu beiden Seiten des Gießstrangs gegenüberliegende Rollenträger angeordnet sind, deren Rollen mit dem Gießstrang in Transport- und/oder Verformungsverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Strangführung (4) im Erstarrungsbereich (5) für die Weichreduktion jeweils mehrere, hintereinander angeordnete Stütz- und Verformungsrollen (3) abschnittsweise konisch an den Vorprofilsteg (6) und/oder die Flansche (7) mit einer im Strangverlauf (13) ansteigenden Verformungskraft anstellbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stranggießkokille erzeugte vorprofilierte Ausbauchungen (6a) im Vorprofilsteg (6) und/oder an den Flansch-Außenflächen (7a) im Erstar­ rungsbereich (5) für die Weichreduktion mittels der konischen Einstellung eines oder mehrerer Rollenträger (2) auf das fertige Vorprofil verformbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorprofilierte Ausbauchung (6a) der Vorprofilsteg-Flächen (6b) und/oder der Flansch-Außenflächen (7a) jeweils nach außen schwach ge­ krümmt bogenförmig ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt aus mehreren hintereinander angeordneten Stütz- und Verformungsrollen (3) einen schräg anstellbaren Rollenrahmen (8) bildet.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütz- und Verformungsrollen (3) in dem Rollenrahmen (8) auf Länge der Soft-reduction-Strecke (9) für die Flansche (7) des Gießstrangs (1) anstellbare Flanschrollengruppen (10) bilden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütz- und Verformungsrollen (3) in dem Rollenrahmen (8) auf Länge der Soft-reduction-Strecke (9) für den Vorprofilsteg (6) des Gieß­ strangs (1) anstellbare Stegrollengruppen (11) bilden.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rollenrahmen (8) für die Strangoberseite (12) bestehend aus par­ allel zum Strangverlauf (13) angeordneten Längsrollenrahmen (8a), die mittels einer Vielzahl von Querstreben (14) miteinander verbunden sind, gebildet ist und dass an den Längsrollenrahmen (8a) im vorderen Bereich (15) und im hinteren Bereich (16) jeweils Stützlager (17) für die Verlor­ mungsantriebe (18) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Rollenrahmen (8b) für die Strangschmalseiten (19) gebildet ist, jeweils bestehend aus flachparallel zur Strangoberseite (12) verlaufen­ den Paaren (8c) von Längsrollenrahmen (8a), die paarweise pro Gieß­ strangseite (1a; 1b) mittels einer Vielzahl von senkrecht zum Strangverlauf (13) gerichteten Querstreben (20) miteinander verbunden sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Paare (8c) von flachparallelen Schmalseiten-Rollenrahmen (8b) der beiden Gießstrangseiten (1a; 1b) jeweils mittels an den Enden (21, 22) angeordneter Zuganker (23) quer zum Strangverlauf (13) miteinander ver­ bunden sind.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganker (23) aus regelbaren hydraulischen Kolben-Zylinder- Einheiten (23a) bestehen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die senkrechten Verformungsantriebe (18) aus regelbaren hydrauli­ schen Kolben-Zylinder-Einheiten (18a) bestehen, deren Kolbenstangen (18b) durch schlitzförmige Öffnungen (24) der flachparallelen Schmalseiten- Rollenrahmen (8b) verlaufen und am Fundamentrahmen (25) befestigt sind.
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