DE102010005226A1

DE102010005226A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bandgießen

Info

Publication number: DE102010005226A1
Application number: DE102010005226A
Authority: DE
Inventors: Fritz-Peter Pleschiutschnigg; Joachim Schwellenbach
Original assignee: Schwellenbach Joachim Dipl-Ing 40215
Current assignee: Schwellenbach Joachim Dipl-Ing 40215
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-07-28
Anticipated expiration: 2030-01-22
Also published as: DE102010005226C5; DE102010005226B4

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum endabmessungsnahem Gießen von vorwiegend rechteckigen Bändern aus Metall mir der Abmessung 1–30 mm × 200–350hllegierungen auf einem wassergekühlten zwischen 2 Umlenkrollen (4.1 und 4.2) umlaufenden Förderband (3), Wander-Kokillenelement sowie zwischen Breitseitenbegrenzungen (12), die mit dem Rahmen der Bandgießmaschine (2) fest verbunden sind und als Stand-Kokillenelemente wirken und damit sich nicht im Umlauf mit der Wander-Kokille befinden, zur Erstarrung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (3) nach der Erstarrung des flüssigen Metalls (7) und nach der Umlenkung mittels der Umlenkrolle (4.2) einer Konditionierung (19) zugeführt wird, die das Ziel der Sicherstellung eines spannungsfreien, formtreuen und planen Förderbandes und damit eines formtreuen und planen Gießproduktes (1) bei den sich wiederholenden Erstarrungszyklen (n + 1) verfolgt.

Description

Beim Gießen von Bändern (1) mit recheckigem Querschnitt aus Metallen und vorzugsweise aus Stahl oder Stahllegierungen im endabmessungsnahen Abmessungsbereich zwischen 200–3500 mm Breite und 1–30 mm Dicke ( DE 198 52 275 C2 und DE 10 2004 061 080 A1 ) sowie Gießgeschwindigkeiten von 300–10 m/min wird bei einer vorwiegend waagerecht ausgerichteten (maximale Abweichung aus der Horizontalen von +/–10°) Gießmaschine (2) auf einem umlaufenden Stahlförderband mit Kühlung (Wasser-Spritzkühlung), auch Wanderkokille (3) genannt, die sich zwischen zwei Umlenkrollen (4,1 und 4.2) befindet, Metall oder auch flüssiger Stahl (5), (6) aufgebracht und zu einem rechteckigen Band (1) zur Erstarrung gebracht.
Die seitliche Begrenzung des zur Erstarrung eingebrachten flüssigen Stahles kann durch mit dem Stahlband mitlaufende Segmente ( DE 198 52 275 C2 ) oder durch fixierte ( DE 10 2004 061 080 A1 ) nicht mit dem Stahlband mitlaufenden Segmenten, das heißt durch eine fixierte Schmalseitenbegrenzung, erfolgen.
Das umlaufende Transportband (2) sowohl mit umlaufenden als auch mit fixierten seitlichen Begrenzungen und einer Dicke von 0,5–5 mm wird während eines Umlauf-Zykluses (n) zwischen der Stahlschmelzenaufgabe (6) des flüssigen Stahles und dem Ende der Erstarrungstrecke (7) sowohl in Gießrichtung (8) als auch vor allem in Breitenrichtung (9) thermisch stark belastet.
Diese thermische Belastung tritt vor allem in Breitenrichtung (9) auf, da im Erstarrungsbereich zwischen der Schmelzenaufgabe (6) und dem Ende des Förderbandes (7) ein steiler Temperaturgradient von maximal 1500°C auf Raumtemperatur sich einstellt. Die Förderbandbereiche (10) im Schatten der beiden Breitseitenbegrenzungen (11), (12), die nicht mit der Stahl-Schmelze in Kontakt kommen, bleiben thermisch unbelastet. Sie bauen somit zum mittleren bzw. zentralen Bandbereich, der die Stahlschmelze zur Erstarrung bringt und der eine Temperatur zwischen 700 und 200°C auf der der Schmelze zugewandten Förderbandseite (3) annimmt. Weiterhin tritt im mittleren Bandbereich ein Temperaturgradient über die Förderbanddicke von min 400°C auf.
Dieses inhomogene thermische Temperaturfeld in Breiten-, Dicken- und Gießrichtung führt zu Spannungen und damit zu Verwerfungen des Bandes (13), die wiederum zu qualitativen Abwertung des gegossenen Bandes, verursacht durch Defizite (14) in der Planheit, Formtreue und Oberflächenqualität sowie zu Betriebsstörungen, führen.
Das umlaufende Förderband, d. h. die Wander-Kokille (3) wird von den zwei Umlenkrollen (4.1 und 4.2), von denen mindestens 1 angetrieben ist, bringt das Gießprodukt (1) zur Erstarrung und führt es direkt (endlos) dem Warmwalzwerk (15), bestehend aus mindestens einem Walzgerüst, einem Kühlsystem (16), der Schere (17) und der Haspelstation (18), bestehend aus 2 oder 3 Haspeln, zu.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zu entwickeln, die es erlaubt, ein in Gießrichtung und Breiterrichtung planes, gleichförmiges und rechteckiges Förderband, Wanderkokille (3) ständig der Erstarrung zuzuführen, um ein im Querschnitt rechteckiges sowie planes Gießprodukt erzeugen zu können, das frei von Defiziten in der Planheit und Oberflächenqualität (14) ist.
Die Aufgabe wird mit den erfinderischen Merkmalen der Verfahrens- und Vorrichtungs-Patentansprüche gelöst und mit Hilfe der 1 und 2 beispielhaft näher beschrieben.
1 stellt den Stand der Technik dar, so wie er bereits im Detail beschrieben worden ist.
2 stellt im Vergleich zu 1 die erfinderische Lösung der Aufgabe dar. Das Förderband (3) der Bandgießmaschine (2), die mit dem umlaufendem Förderband (3), auch Wander-Kokille genannt, und einer Breitseitenbegrenzung (12), die mit dem Rahmen der Bandgießmaschine (2) fest verbunden ist und als Stand-Kokillenelement dient, ausgestattet ist, wird kontinuierlich (K) oder diskontinuierlich (D) einer Bandkonditionierung (19), bestehend aus einer Glühbehandlung (20), einer Entzunderung (21) und/oder einem Glättwalzwerk bzw. Streckreduzierwalzwerk (22), vor dem Wiedereinsatz als Zyklus (n + 1) der Bandgießmaschine (2) zugeführt.
Die Wanderkokille oder auch das Förderband (3) mit einer Dicke von 0,5–5 mm, weist nach dem 1. Erstarrungszyklus (n) Verwerfungen (13) auf, die mit Hilfe der Bandkonditionierung (19) entfernt werden und zu einem planen gleichförmigen Förderband beim 2. oder (n + 1) Erstarrungszyklus und damit zu einem qualitativ gutem Gießprodukt führen.
Diese Bandkonditionierung (19) kann sowohl kontinuierlich (K) als auch diskontinuierlich (D) vorgenommen werden. Ihr Ziel ist es, das eingesetzte und umlaufende Förderband, die Wander-Kokille (3) mit einer Breitseitenbegrenzung (12), die mit dem Rahmen der Bandgießmaschine (2) fest verbunden ist und nicht mit dem Förderband mitläuft, mit Hilfe einer thermischen Behandlung, bestehend aus einer Glühe (20), einer Entzunderung (21) und/oder eines Glättwalzwerkes (22), spannungsfrei zu glühen und für den neuen Gießzyklus (n + 1) zu glätten.
Die Glühbehandlung (20) kann mit den Energieträgern Gas, Öl oder auch induktiv vorgenommen werden.
Diese Bandkonditionierung (19) kann sowohl kontinuierlich (K) als auch diskontinuierlich (D) durchgeführt werden.
Im Falle der diskontinuierlichen Bandkonditionierung (D) wird das Förderband, die Wanderkokille (3) vom Coil (Abhaspel) (27.1) zum Coil (Aufhaspel) (23), sprich Haspel (23) aufgewickelt und kann mittels einer Schere (24) getrennt werden. Das so getrennte Coil (25) wird dann mindestens einer Stufe der Bandkonditionierung (19) zugeführt. Nach dem Durchlaufen von mindestens einer Stufe der Band-Konditionierung (19) wird das konditionierte Band (26) wieder zum Coil aufgewickelt (27) und dem Gießprozess über die Abwickelstation (27.1) der Umlenkrolle (28) und damit der Badgießmaschine (2) wieder zugeführt.
Im Falle der kontinuierlichen Bandkonditionierung (K) durchläuft das Förderband (3) direkt durch die Bandkonditionierung (19) mit mindestens einer von mehreren möglichen Behandlungsstufen. Nach dem Durchlaufen der Bandkonditionierung strebt das konditionierte Förderband (29) im Bereich der Umlenkrolle (28) dem erneuten Gießzyklus (n + 1) entgegen.
Das Förderband (3) wird mit Hilfe der Spannrollen/Steuerrollen (30) in einen gewünschten Spannungszustand gehalten, der das Förderband zwischen der Schmelzenaufgabe (6) und dem Ende der Erstarrungsstrecke (7) plan und eben hält sowie vor Verwerfungen (13) und seitliches Verlaufen schützt und damit ein formtreues Gießprodukt sicherstellt.
Bezugszeichenliste

1: Gegossenes Metallband, vorzugsweise Stahlband mit rechteckigem Querschnitt, endabmessungsnahes Gießprodukt,
2: Bandgießmaschine vorwiegend (mehr oder weniger) waagerecht ausgerichtet mit einer Abweichung von maximal +/–10°,
3: Umlaufendes Förderband aus Stahl zum Kühlen des zu gießenden Stahlbandes, Wander-Kokillenelement,
4: Umlenkrollen mit Antrieb,
4.1: Umlenkrolle vor dem Beginn der Erstarrungsstrecke,
4.2: Umlenkrolle nach der Erstarrungsstrecke,
5: Flüssiger Stahl,
6: Schmelzenaufgabe am Meniskus des zu erstarrenden Stahls, Beginn der Erstarrungsstrecke mit Spritzkühlsystem,
7: Ende der Erstarrungsstrecke bzw. des Förderbandes mit Spritzsystem oder der Wander-Kokille,
8: Gießrichtung, X-Richtung,
9: Breitenrichtung, Y-Richtung,
10: Förderbandbereich im Schatten der Breitseitenbegrenzungen,
11: Breitseitenbegrenzungen fest verschraubt mit der Wander-Kokille (3) und damit im synchronen Umlauf mit der Bandgießmaschine (2) als Teil der Wander-Kokille, oder
12: Breitseitenbegrenzung (12), die mit dem Rahmen der Bandgießmaschine (2) verbunden ist und als Stand-Kokillenelement dient und damit sich nicht im Umlauf mit der Wander-Kokille (3) befindet,
13: Verwerfungen des Förderbandes (3) und damit
14: Defizite in der Planheit, Formtreue und Oberflächenqualität des gegossenen Bandes (1),
15: Warmwalzwerk bestehend aus mindestens einem Walzgerüst,
16: Kühlsytem,
17: Schere,
18: Haspelstation bestehend aus 2–3 Haspeln,
19: Förderband-Konditionierung,
K: Kontinuierliche Bandkonditionierung, kontinuierlicher Zyklus
D: Diskontinuierliche Bandkonditionierung,
20: Glühbehandlung, Glühe,
21: Entzunderung,
22: Glättwalzwerk, Streckreduzierwalzwerk,
23: Wanderkokille (3) aufgewickelt als Haspel, Coil für den Transport zu den nötigen Behandlungsstufen in der Bandkonditionierung (19),
24: Schere zur Trennung eines Coils (23) vom Förderband (3),
25: getrenntes Coil auf der Abwickelstation,
26: konditioniertes Band im diskontinuierlichem Bandzyklus,
27: Aufwickelstation des konditionierten Förderbandes (26),
27.1: Abwickelstation des konditionierten Förderbandes (26),
28: Umlenkrolle unmittelbar nach der Förderband-Konditionierung (19),
29: Konditioniertes Förderband im kontinuierlichen Bandzyklus.
n: Bandzyklus, Erstarrungszyklus,
n + 1: Bandzyklus n + 1,
30: Spann-Umlenkrollen/Steuerrollen im kontinuierlichen Bandzyklus (K)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19852275 C2 [0001, 0002]
DE 102004061080 A1 [0001, 0002]

Claims

Verfahren zum endabmessungsnahem Gießen von vorwiegend rechteckigen Bändern aus Metall, bei dem vorzugsweise flüssiger Stahl oder Stahllegierungen auf einem wassergekühlten zwischen 2 Umlenkrollen (4.1 und 4.2) umlaufenden Förderband (3), Wander-Kokillenelement sowie zwischen Breitseitenbegrenzungen (12), die mit dem Rahmen der Bandgießmaschine (2) fest verbunden sind und als Stand-Kokillenelemente (12) dienen, und sich damit nicht im Umlauf mit der Wander-Kokille befinden, zur Erstarrung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (3) nach der Erstarrung des flüssigen Metalls (7) und nach der Umlenkung mittels der Umlenkrolle (4.2) einer Konditionierung (19) zugeführt wird mit dem Ziel der Sicherstellung eines spannungsfreien und planen Förderbandes bei dem sich wiederholenden Erstarrungszyklus (n + 1).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierung des Förderbandes (3) mindestens aus einem der beispielhaft aufgeführten Behandlungen besteht wie dem Glühen, Entzundern, und/oder Glätten.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierung kontinuierlich (K) durchgeführt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierung diskontinuierlich (D) durchgeführt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das gegossene endabmessungsnahe Metallband (1) einem Warmwalzwerk bestehend aus mindestens einem Walzgerüst (15) zugeführt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandgießmaschine (2) vorwiegend (mehr oder weniger) waagerecht mit einer Abweichung aus der Horizontalen von maximal +/–10° ausgerichtet ist.
Vorrichtung zum endabmessungsnahem Gießen von vorwiegend rechteckigen dünnen Bändern aus Metall, nach den oben genannten Verfahrensansprüchen 1 bis 6, bei der vorzugsweise flüssiger Stahl oder Stahllegierungen auf einem wassergekühlten zwischen 2 Umlenkrollen (4.1 und 4.2) umlaufenden Förderband, Wander-Kokillenelement (3) sowie zwischen den mit den am Rahmen der Gießmaschine (2) fest verbundenen Breitseitenbegrenzungen, Stand-Kokillenelement (12) zur Erstarrung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (3) einer Konditionierung (19) zugeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierung (19) des Förderbandes (3) mindestens aus einer der beispielhaft aufgeführten Behandlungen, die mittels einer Glühe (20), Entzunderung (21), und/oder Glätt bzw. Streckreduzierwalzwerk (22) vorgenommen werden, besteht.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierung (19) im kontinuierlichen Zyklus (K) mit Hilfe von Spannrollen (30) und Umlenkrollen (4) und (28) vorgenommen wird.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Konditionierung (19) im diskontinuierlichen Zyklus (D) mit Hilfe von Spannrollen (30), der Not-Schere (24), einem Haspel (23), einer Abwickelstation (25), den Stationen der Förderband-Konditionierung (19), der Aufwickelstation (27) und der Abwickelstation (27.1) des konditionierten Förderbandes (26) und der Umlenkrollen (28) und (4.1) sowie der Spannrolle (30) vorgenommen wird.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das endabmessungsnah gegossene Metallband (1) mindestens einem Gerüst eines Warmwalzwerkes (15) mit sich anschließender Kühlstrecke (16), Schere (15) und Haspelstation (18) zugeführt wird.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandgießmaschine (2) vorwiegend (mehr oder weniger) waagerecht mit einer Abweichung aus der Horizontalen von maximal +/–10° ausgerichtet ist.