DE10314460B4 - Verfahren und Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Stranggießen
von flüssigen
Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, in einer Stranggießkokille
(1) mit Knüppel-,
Block-, Vorblock-, Träger-Vorprofil-,
Rund- oder Vieleck-Strangformat (14), wobei ein durchgehendes, von
der Kokillen-Eintrittsöffnung (18)
bis zur Kokillen-Austrittsöffnung (19),
der Schrumpfung überlagertes
Führungsprofil
(20) gegossen wird, das außerhalb
der Stranggießkokille
(1) auf ein durcherstarrtes Endprofil (21c) verformt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass in der Stranggießkokille (1) zwei sich im Querschnitt (21)
gegenüberliegende
Seiten (21a; 21b) flach ausgebildet und etwa parallel zueinander
gegossen werden und zumindest zwei andere im Querschnitt (21) gegenüberliegende
Seiten (22a; 22b) konkav bis zu den jeweiligen Seitenkanten (23;
24) mit nur einem geringen symmetrischen Abfall (25) von der Seitenmitte
(26) bis zur jeweiligen Seitenkante (23: 24) gegossen werden, dass
eine konkave Fläche
(27) an der Kokillen-Austrittsöffnung
(18) auf den Stützgerüstrollen
(28) anliegend geführt
wird und dass die nicht flachen Seiten (22a; 22b) mit oder ohne
flüssigen
Sumpf an Verformungsrollen (29) im Softreduction- oder im...
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Stranggießvorrichtung zum Stranggießen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, mit Knüppel-, Block-, Vorblock-, Träger-Vorprofil-, Rund- oder Vieleck-Strangformat, wobei ein durchgehendes, von der Kokillen-Eintrittsöffnung bis zu Kokillen-Austrittsöffnung der Schrumpfung überlagertes Führungsprofil gegossen wird, das außerhalb der Kokille auf ein durcherstarrtes Endprofil verformt wird.
- In der US-A-4,947,925 ist eine Stranggießkokille beschrieben, in der ein Gießring verwendet wird, der in den runden Ecken des Gießquerschnitts mittels Schrauben gehalten wird. Der innere Verlauf des Gießquerschnitts ist symmetrisch zu einer Mittelachse unter geringen Schrägen und den runden Ecken gestaltet. Der gebildete Gießquerschnitt kann jedoch nicht zur Führung in einer Stranggießvorrichtung genutzt werden.
- Aus der DE-A-1 508 802 ist eine Kokille mit einem Gießquerschnitt aus zwei schmalen parallelen Flächen und zwei breiten parallelen Flächen bekannt, wobei die schmalen Flächen einen nach innen vorspringenden Querschnitt aufweisen. Dadurch soll eine Rufwölbung der Schmalflächen des Gießproduktes vermieden werden.
- In der WO 99/12675 wird vorgeschlagen, die Schmalseitenplatten einer Brammenkokille anders als die Breitseitenplatten nicht flach, sondern mit jeweils einer neben winkligen Ecken vorspringenden Wölbung zu gestalten. Die Schmalseiten sollen später durch Reduzieren der Brammendicke wieder flach und rechtwinklig gestellt werden.
- Aus der
DE 43 18 105 A1 ist eine Kokille zum Stranggießen von Metall, insbesondere von Stahl in Knüppel- und Vorblockquerschnitte bekannt, mit regelmäßig verteilten Querschnittsvergrößerungen in der Form von Ausbauchungen. Das Maß der Ausbauchungen verkleinert sich zumindest entlang einer Teillänge in Stranglaufrichtung derart, dass sich die Strangquerschnittsform beim Durchlauf durch die Teillänge verformt. Diese Maßnahme zielt jedoch nur darauf, Wassermäntel als Rohrkörper mit im wesentlichen parallelen Wänden verwenden zu können. - Aus der
DE 44 03 050 C1 ist eine Stranggießkokille zum Führen von Strängen, allerdings bezogen auf Brammen- und Dünnbrammen-Formate bekannt, mit Breitseitenplatten und Schmalseitenplatten, wobei die Breitseitenplatten konkav ausgeführt sind und sich die Konkavität bis zur Kokillen-Austrittsöffnung einschließlich erstreckt und die Bombierung des Stranges in der Strangführung auf Rechteckformat zurückgenommen wird. Dabei erstreckt sich die Bombierung auf voller Länge zwischen den Schmalseitenplatten. Eine solche Bauweise ist jedoch auf Brammen- und Dünnbrammen-Formate beschränkt und die Rücknahme der Bombierung schon in der Strangführung ist erheblich von der Strangschalenbildung und den Kräften abhängig, die in der Strangführung aufgebracht werden können. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für sog. Langprodukte schon innnerhalb der Stranggießkokille eine Führung zu schaffen in Kombination mit steigenden Qualitätsanforderungen, die die Kernzonen des Gießstrangs betreffen.
- Die gestellte Aufgabe wird nach einem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Stranggießkokille zwei sich im Querschnitt gegenüberliegende Seiten flach ausgebildet und etwa parallel zueinander gegossen werden und zumindest zwei andere, im Querschnitt gegenüberliegende Seiten konkav bis zu den jeweiligen Seitenkanten mit nur einem geringen symmetrischen Abfall von der Seitenmitte bis zur jeweiligen Seitenmitte bis zur jeweiligen Seitenkante gegossen werden, dass eine konkave Fläche beginnend an der Kokillen-Austrittsöffnung auf den Stützgerüstrollen anliegend geführt wird und dass die nicht flachen Seiten mit oder ohne flüssigen Sumpf an Verformungsrollen im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich zu flachen Seiten verformt werden. Der Vorteil ist zunächst eine stabile Führung des Langprodukts durch parallele Flächen, ein gleichmäßiger Rollenkontakt und eine erforderliche Symmetrielage des Gießstranges in der Stranggießkokille und im Stützrollengerüst. Sodann wird durch Soft- oder Hardreduction eine mechanische inline-Deformation durchgeführt, wodurch die Innenqualität verbessert werden kann. Die Qualitätsverbesserung kann durch den technologischen Prozess des Zusammenpressens der Strangschalen im Bereich der Enderstarrung (Soft-Reduction) und damit über eine durch den Dichte-Unterschied der festen und der flüssigen Phase bedingte Volumenabnahme und Rückführung in die flache Form erzielt werden. Eine andere Verbesserung der Qualität besteht durch das Zusammenpressen des Gießstranges nach der vollständigen Durcherstarrung (Hard-Reduction), bei der durch den Erstarrungsprozess bedingte Dichteungänzen über dem Strangquerschnitt kompensiert werden.
- In Ausgestaltung ist hierzu noch vorgesehen, dass die konkaven, gegenüberliegenden Flächen durch einen Kreisbogen mit großem Radius gegossen werden.
- Eine alternative Lösung auf der Grundlage der gleichen, eingangs zitierten Stranggießvorrichtung, besteht erfindungsgemäß darin, dass in der Stranggießkokille zwei sich im Querschnitt gegenüberliegende Seiten flach ausgebildet sind und etwa parallel zueinander verlaufen, dass zumindest zwei andere im Querschnitt gegenüberliegende Seiten von der Symmetrieachse der Seitenmitte jeweils bis in die äußeren Bereiche flach verlaufen und bis zur Seitenkante jeweils einen sanft abgesetzten Übergang im Sinn einer mittleren Erhöhung bilden, wobei der Übergang einer Übergangsfunktion folgt und dass die mittlere Überhöhung mit oder ohne flüssigen Sumpf an Verformungsrollen im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich verformungsmäßig anliegt. Die Vorteile sind die bereits zur ersten Lösung aufgeführten Gesichtspunkte.
- Eine Ausgestaltung sieht hierzu vor, dass der sanft abgesetzte Übergang jeweils aus Kurven gebildet ist und dass auch die Seitenkanten mit einem weichen Übergang versehen sind. Der Vorteil ist eine spätere leichtere Verformbarkeit in Kombination mit einer günstigen Herstellung der Kokillenplatten bzw. verwendeter Kokillenrohre.
- Eine weitere alternative Lösung auf der Grundlage der eingangs bezeichneten Stranggießvorrichtung besteht erfindungsgemäß darin, dass in der Stranggießkokille zwei sich im Querschnitt gegenüberliegende Seiten flach ausgebildet sind und parallel zueinander verlaufen und zumindest zwei andere im Querschnitt gegenüberliegende Seiten in den Eckbereichen (vorzugsweise quadratische oder rechteckige oder ovale) Ausnehmungen aufweisen, die auch in die flachen Seiten reichen und gegenüberliegend Erhöhungen bilden und dass die Erhöhungen mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels Verformungsrollen im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich flach verformbar sind. Die Vorteile sind ebenfalls die zur ersten Alternative geschilderten Gesichtspunkte.
- In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 eine Seitenansicht einer typischen Stranggießanlage für Langprodukte, -
2 eine erste Ausführungsform eines optimierten Kokillenquerschnitts, -
3 eine zweite Ausführungsform des optimierten Kokillenquerschnitts, -
4A eine dritte Ausführungsform des optimierten Kokillenquerschnitts an der Kokillen-Eintrittsöffnung und -
4B den zu4A gehörenden Kokillenquerschnitt an der Kokillen-Austrittsöffnung. - In
1 weist die Stranggießvorrichtung eine Stranggießkokille1 mit einer Kokillenlänge1a auf und befindet sich zur unteren Ebene in einer Höhe2 , in der die Füllhöhe3 über der neutralen Kokillenachse liegt. Die Badspiegelfüllhöhe4 liegt auf dem Niveau der Höhe2 . Von der Festseite5a ist die horizontale Länge6 im Richtpunkt bemessen und die Anlagen-Gesamtlänge7 reicht bis zum Ende eines Treib- und Richtbereiches8 . - Das auf die Stranggießkokille
1 folgende Stützrollengerüst9 ist im Ausführungsbeispiel aus einem ersten Segment10 , einem anschließenden zweiten Segment11 , einem dritten Segment12 und einem vierten Segment13 zusammengesetzt. - Gemäß
2 ist ein Knüppel-Strangformat14 mit einer größten Strangdicke15 dargestellt und weist über einen großen Radius16 eine Differenzdicke17 auf, wobei von der Kokillen-Eintrittsöffnung18 bis zur Kokillen-Austrittsöffnung19 unter Berücksichtigung der Schrumpfung ein Führungsprofil20 entsteht. Nach dem Verformen in dem Treib- und Richtbereich8 liegt dann ein durcherstarrtes Endprofil21 vor (1 ). Das Führungsprofil20 erlaubt eine Kokillenform für steigende Qualitätsanforderungen. Dazu sind (2 ) die im Querschnitt21 gegenüberliegenden Seiten21a und21b flach ausgeführt und verlaufen weitgehend parallel zueinander. Die beiden anderen Seiten22a und22b , die sich gegenüberliegen, verlaufen bis zu den Seitenkanten23 und24 , wobei nur ein geringer symmetrischer Abfall25 von der Seitenmitte26 , wie bsp2w. 3–4 mm, bis zur jeweiligen Seitenkante23 ,24 vorgegeben ist. Diese somit in dem Gießraum der Stranggießkokille1 konkaven Flächen27 (des Gießstrangs) kühlen hinter der Kokillen- Austrittsöffnung19 mehr und mehr ab und liegen außerhalb der Stranggießkokille1 auf den entsprechend geformten Stützgerüst-Rollen28 mit den nichtflachen Seiten auf. Der Gießstrang kann mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels (angetriebener) Verformungsrollen29 im Treib- und Richtbereich8 , der einen Softreductionoder Hardreduction-Bereich8a bildet, flach zurückverformt werden. - In
3 sind in der Stranggießkokille1 zwei sich im Querschnitt21 gegenüberliegende Seiten21a ,21b flach ausgebildet und verlaufen parallel zueinander. Zumindest zwei andere (bei einem Vieleck-Strangformat) im Querschnittv21 gegenüberliegende Seiten22a ,22b verlaufen von der Symmetrieachse der Seitenmitte26 jeweils in den äußeren Bereiche30 ,31 noch flach bis zu den Seitenkanten23 ,24 , wo ein sanft abgesetzter Übergang32 stattfindet und wodurch wider eine mittlere Erhöhung33 erzielt wird. Der Übergang32 folgt einer mathematischen Übergangsfunktion. - Der sanft abgesetzte Übergang
32 ist aus Kurven34 gebildet, wobei auch die Seitenkanten23 ,24 mit einem weichen Übergang32 versehen sind. - In den
4A und4B sind an der Festseite5a und an der Losseite5b des Stützrollengerüstes9 Erhöhungen33 bzw. Überhöhungen vorgesehen, die später ge- geneinander durch Rückverformen im Softreduction- oder Hardreduction-Bereich8a wieder rückverformt werden. Die sich im Querschnitt21 gegenüberliegenden Seiten21a ,21b sind flach ausgebildet und verlaufen weitgehend parallel zueinander und zwei senkrecht dazu verlaufende, gegenüberliegende Seiten22a ,22b (4B ) weisen in den Eckbereichen35 Ausnehmungen36 auf, die auch bis in die flachen seiten21a ,21b reichen. Dadurch entstehen quadratische oder rechteckige Ausnehmungen36 , die auch gerundet vereinfacht werden können und ebenfalls die Erhöhungen oder Überhöhungen33 ergeben. -
- 1
- Stranggießkokille
- 1a
- Kokillenlänge
- 2
- Höhe der Anlage
- 3
- Füllhöhe über der neutralen Kokillenachse
- 4
- Badspiegelfüllhöhe
- 5a
- Festseite
- 5b
- Losseite
- 6
- horizontale Länge im Richtpunkt
- 7
- Anlagen-Gesamtlänge
- 8
- Treib- und Richtbereich
- 8a
- Softreduction- oder Hardreduction-Bereich
- 9
- Stützrollengerüst
- 10
- erstes Segment
- 11
- zweites Segment
- 12
- drittes Segment
- 13
- viertes Segment
- 14
- (Knüppel-) Strangformat
- 15
- größte Strangdicke
- 16
- großer Radius
- 17
- Differenzdicke
- 18
- Kokillen-Eintrittsöffnung
- 19
- Kokillen-Austrittsöffnung
- 20
- Führungsprofil
- 21
- Querschnitt
- 21a
- gegenüberliegende Seite
- 21b
- gegenüberliegende Seite
- 21c
- Endprofil
- 22a
- andere (flache) Seite
- 22b
- andere (flache) Seite
- 23
- Seitenkante
- 24
- Seitenkante
- 25
- Abfall
- 26
- Seitenmitte
- 27
- konkave Fläche
- 28
- Stützrollengerüst-Rolle
- 29
- (angetriebene) Verformungsrolle
- 30
- äußerer Bereich
- 31
- äußerer Bereich
- 32
- Übergang
- 33
- Erhöhung (oder Überhöhung)
- 34
- Kurve
- 35
- Eckbereich
- 36
- Ausnehmung
Claims (5)
- Verfahren zum Stranggießen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, in einer Stranggießkokille (
1 ) mit Knüppel-, Block-, Vorblock-, Träger-Vorprofil-, Rund- oder Vieleck-Strangformat (14 ), wobei ein durchgehendes, von der Kokillen-Eintrittsöffnung (18 ) bis zur Kokillen-Austrittsöffnung (19 ), der Schrumpfung überlagertes Führungsprofil (20 ) gegossen wird, das außerhalb der Stranggießkokille (1 ) auf ein durcherstarrtes Endprofil (21c ) verformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stranggießkokille (1 ) zwei sich im Querschnitt (21 ) gegenüberliegende Seiten (21a ;21b ) flach ausgebildet und etwa parallel zueinander gegossen werden und zumindest zwei andere im Querschnitt (21 ) gegenüberliegende Seiten (22a ;22b ) konkav bis zu den jeweiligen Seitenkanten (23 ;24 ) mit nur einem geringen symmetrischen Abfall (25 ) von der Seitenmitte (26 ) bis zur jeweiligen Seitenkante (23 :24 ) gegossen werden, dass eine konkave Fläche (27 ) an der Kokillen-Austrittsöffnung (18 ) auf den Stützgerüstrollen (28 ) anliegend geführt wird und dass die nicht flachen Seiten (22a ;22b ) mit oder ohne flüssigen Sumpf an Verformungsrollen (29 ) im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich (8a ) zu flachen Seiten (22a ;22b ) verformt werden. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konkaven, gegenüberliegenden Flächen (
27 ) durch einen Kreisbogen mit großem Radius (16 ) gegossen werden. - Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille (
1 ) zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, mit Knüppel-, Block-, Vorblock-, Träger-Vorprofil-, Rund- oder Vieleck-Strangformat (14 ), wobei ein durchgehendes, von der Kokillen-Eintrittsöffnung (18 ) bis zur Kokillen-Austrittsöffnung (19 ), der Schrumpfung überlagertes Führungsprofil (20 ), gießbar ist, das außerhalb der Stranggießkokille (1 ) auf ein durcherstarrtes Endprofil (21c ) verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stranggießkokille (1 ) zwei sich im Querschnitt (21 ) gegenüberliegende Seiten (21a ;21b ) flach ausgebildet sind und etwa parallel zueinander verlaufen, dass zumindest zwei andere im Querschnitt (21 ) gegenüberliegende Seiten (22a ,22b ) von der Symmetrieachse der Seitenmitte (26 ) jeweils bis in die äußeren Bereiche (30 ,31 ) flach verlaufen und bis zur Seiten- kante (23 ,24 ) jeweils einen sanft abgesetzten Übergang (32 ) im Sinn einer mittleren Erhöhung (33 ) bilden, wobei der Übergang (32 ) einer Übergangsfunktion folgt und dass die mittlere Überhöhung (33 ) mit oder ohne flüssigen Sumpf an Verformungsrollen (29 ) im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich (8a ) verformungsmäßig anliegt. - Stranggießvorrichtung nach Anspruch
3 , dadurch gekennzeichnet, dass der sanft abgesetzte Übergang (32 ) jeweils aus Kurven (34 ) gebildet ist und dass auch die Seitenkanten (23 ;24 ) mit einem weichen Übergang (32 ) versehen sind. - Stranggießvorrichtung mit einer Stranggießkokille (
1 ) zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von Stahlwerkstoffen, mit Knüppel-, Block-, Vorblock-, Träger-Profil-, Rund- oder Vieleck-Strangformat (14 ), wobei ein durchgehendes, von der Kokillen-Eintrittsöffnung (18 ) bis zur Kokillen-Austrittsöff-nung (19 ), der Schrumpfung überlagertes Führungsprofil (20 ) gießbar ist, das außerhalb der Kokille (1 ) auf ein durcherstarrtes Endprofil (21c ) verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stranggießkokille (1 ) zwei sich im Querschnitt (21 ) gegenüberliegende Seiten (21a ;21b ) flach ausgebildet sind und parallel zueinander verlaufen und zumindest zwei andere im Querschnitt (21 ) gegenüberliegende Seiten (22a ;22b ) in den Eckbereichen (35 ) etwa quadratische oder rechteckige Ausnehmungen (36 ) aufweisen, die auch in die flachen Seiten (21a ;21b ) reichen und gegenüberliegend Erhöhungen (33 ) bilden und dass die Erhöhungen (33 ) mit oder ohne flüssigen Sumpf mittels Verformungsrollen (29 ) im Softreduction- oder im Hardreduction-Bereich (8a ) flach verformbar sind.
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