DE3029222A1 - Verfahren und anlage zum giesswalzen von metallen, insbesondere von stahl, mit hohen geschwindigkeiten - Google Patents

Verfahren und anlage zum giesswalzen von metallen, insbesondere von stahl, mit hohen geschwindigkeiten

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DE3029222A1 DE19803029222 DE3029222A DE3029222A1 DE 3029222 A1 DE3029222 A1 DE 3029222A1 DE 19803029222 DE19803029222 DE 19803029222 DE 3029222 A DE3029222 A DE 3029222A DE 3029222 A1 DE3029222 A1 DE 3029222A1
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Description

FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG in Essen
Verfahren und Anlage zum Gießwalzen von Metallen, insbesondere von Stahl, mit hohen Geschwindigkeiten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zum Gießwalzen von Metallen, insbesondere von Stahl, mit hohen Geschwindigkeiten, bei welchen der kontinuierlich erzeugte Gießstrang vollständig erstarrt und nach dem Durchlaufen einer Temperaturausgleichsstrecke einer Vorstraße zugeführt und im Anschluß daran in mehreren Walzstraßen zwischen- und fertiggewalzt wird, bevor er in Stab- oder Drahtform weiteren Behandlungsvorgängen unterworfen wird.
Beim Gießwalzen von Stahl zur Erzeugung von Stab- oder Drahtmaterial muß aus wirtschaftlichen Gründen mit verhältnismäßig kleinen Querschnitten bei hohen Gießge-
T 5 schwindigkeiten gearbeitet werden; beispielsweise sollte eine Gießwalz-Anlage mit einer theoretischen Leistung von 65 t/h einen Gießquerschnitt von etwa 1 6O mm χ 9O mm aufweisen, woraus sich eine Gießgeschwindigkeit von 10 m/min, ergibt. Das Vergießen größerer Querschnitte bei gleichbleibender theoretischer Leistung führt zwangsläufig zu niedrigeren Gießgeschwindigkeiten. Eine zu niedrige Gießgeschwindigkeit bedingt jedoch bei Stab- oder
Drahtstraßen zu niedrige Einzugsgeschwxndigkexten in. den ersten Walzgerüsten der Walzstraße, welche der den Gießstrang erzeugenden Gießmaschine nachgeschal— tet ist. Die Walzen der betreffenden Walzgerüste sind demzufolge thermisch sehr hoch beansprucht und verschleißen unverhältnismäßig schnell. Das Arbeiten mit kleineren Gießquerschnitten und höheren Gxeßgeschwxndigkeiten hat den weiteren Vorteil, daß die der Gießmaschine nachgeschaltete Vorstraße eine geringere Anzahl Walzgerüste benötigt; dies führt zu einer beachtlichen Senkung der Investitionskosten und des Energiebedarfs. Die Erhöhung der Gießgeschwindigkeit ist jedoch insofern nachteilig, als die Länge des metallurgischen Abschnitts, insbesondere beim Vergießen von Stahl, sehr groß wird. Falls der Gießmaschine und der zugehörigen Primärkühlstrecke eine Temperaturausgleichsstrecke nachgeschaltet ist, deren Länge ebenfalls mit der Größe der Gießgeschwindigkeit wächst, weist eine derartige Gießwalzanlage im Bereich zwischen der Gießmaschine und dem ersten Walzgerüst einen erheblichen Platzbedarf auf.
Neben den geschilderten, durch die Betriebsbedingungen bedingten Schwierigkeiten führt die Kombination von Gießmaschine und Walzwerk stets zu einer weniger guten Ausbringungsleistung; bei einem Ausfall der Gießmaschine oder des Walzwerks fällt jeweils die andere Teilanlage aus bzw. kann nicht mehr wirtschaftlich arbeiten.
Gießwalzanlagen sind bisher nur für die Drahtherstellung aus Nicht-Eisen-Metallen erfolgreich zum Einsatz gelangt. Dies ist vor allem dadurch bedingt, daß die
Erstarrungslänge bei NE-Metallen wesentlich geringer ist als bei Stahl; das Walzwerk kann demzufolge mit geringem Abstand hinter der Gießmaschine angeordnet werden, was zu einer annehmbaren Gesamtlänge dieser NE-Gießwalzanlagen führt.
Es sind auch Gießwalzanlagen für Stahl zum Vergießen, verhältnismäßig großer Gießquerschnitte bekanntgeworden, die eine unmittelbar hinter der Sekundärkühl— strecke der Gießmaschine angeordnete Vorstraße auf— weisen. Durch diese Anordnung sollten die Erstar— rungslänge verkürzt sowie nichtmetallische Einschlüsse und Hohlräume im Gießstrang gleichmäßiger verteilt und geschlossen werden. Die zu starke Verformung des flüssigen Strangkernswährend des Vorwalzens verur— sachte jedoch so hohe Spannungen, daß im Strangkern Risse entstanden, die ein weiteres Verformen nicht mehr zuließen.
Angesichts dieser Nachteile werden die meisten bisher bekannten Gießwalζanlagen für Stahl wieder entkoppelt betrieben, d.h. der Gießstrang wird nach vollständiger Erstarrung auf Länge geschnitten und nach einer kurzen Wiedererwärmung durch Walzen so weit im Querschnitt verkleinert, daß er sich als Vormaterial für eine Draht-oder Feinstahlstraße eignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Anlage zum Gießwalzen insbesondere von Stahl zu schaffen, die bei verhältnismäßig geringen Investitionskosten eine hohe Ausbringungsleistung zulassen.
Das Verfahren und die Anlage sollen darüber hinaus ggf. so ausgestaltet sein, daß der insbesondere bei hohen
Gießgeschwindigkeiten erforderliche Platzbedarf gesenkt wird.
Die gestellte Aufgabe wird durch eine Anlage der eingangs genannten Gattung gelöst, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Der der Erfindung zugrunde liegende Lösungsgedanke besteht danach darin, die Gießwalzanlage mit zwei voneinander unabhängigen vollständigen Gießstrecken auszustatten, denen eine einzige quer zur Gießrichtung bewegliche Vorstraße wahlweise zugeordnet ist- Die zweite Gießstrecke wird bei Ausfall der anderen Gießstrecke in Betrieb genommen, so daß die nachgeschaltete Walzstraße mit einer kurzen Unterbrechung weiterarbeiten kann. Neben der durch die Verwendung lediglich einer Vorstraße bedingten Kostenersparnis hat die verschiebbare Anordnung der Vorstraße den Vorteil, daß der Gieß— strang jeweils ohne Umlenkung in die Walzgerüste der Vorstraße eingeleitet werden kann. Im Rahmen der Erfindung kann jede Gießstrecke zusatz—
2r lieh mit einer Treibeinheit ausgestattet sein; diese befindet sich hinter der Temperaturausgleichsstrecke vorteilhaft im Bereich zwischen dieser und der nachfolgenden Trennschere.
Zweckmäßigerweise ist die erfindungsgexaä3e Anlage in der Weise weiter ausgestaltet, daß im Bereich zwischen der Vorstraße und der die Wal ζ behandlung abschließenden Pertigstraße eine 180°-Umlenkeinheit angeordnet ist, welche die Bewegungsrichtung des Gie3Strangs während der weiteren Behandlungsvorgänge festlegt. Die 180°-Umlenkeinheit ist in jedem Falle in einem Bereich hinter der Vorstraße angeordnet, d.h. in einem Bereich, in dem der Querschnitt des vorgewalzten Gießstrangs ohne besondere Schwierigkeiten die mit der Umlenkung verbundene Terfornrung mitmacht. Durch die Umlenkung des Gießstranges und sein Zurückführen innerhalb
~ 7 —
des Walzwerkes kann die Länge der Gießwalzanlage unter Umständen bis zu 50 % verkürzt werden; dies führt nicht nur zu einer Verkleinerung der Hallenlange sondern auch zu einer Senkung der Installa— tionskosten für die Öl-, Wasser-, Luft-, Hydraulik- und Elektroversorgung der Gießwalzanlage-
Sofern die neuvorgeschlagene Anlage zwei der Vorstraße nachgeschaltete Zwischenstraßen aufweist, befindet sich die 180 -Umlenkeinheit allenfalls hinter der zweiten Zwischenstraße (Anspruch. 3) ; je nach den Betriebsbedingungen kann es auch zweckmäßig; sein, die 180 -Umlenkeinheit zwischen den beiden Zwischenstraßen anzuordnen.(Anspruch 4).
Zur Verminderung des Aufwandes für den Verschiebean— trieb sind die Walzgerüste der Vorstraße bezüglich ihres ortsfesten Walzantriebs verschiebbar (Anspruch 5).
Bei einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform des Erfindungsgegenstandes sind die Walzgerüste der Vor— straße jeweils auf einem eigenen Verschieberahmen angeordnet und über Gelenkwellen mit ihrem Walzantrieb verbunden (Anspruch 6).
Sofern die Gießwalzanlage zur Drahtherstellung dienen soll, weist sie vorzugsweise zusätzlich die Merkmale des Anspruchs 7 und/oder des Anspruchs 8 auf.
Das Verfahren zum Gießwalzen von Metallen ist im wesent· liehen dadurch gekennzeichnet, daß es die Merkmale der
Ansprüche 9 und/oder 10 aufweist. Es besteht also einmal darin, den Gießstrang nach dem Durchlaufen der Vorstraße, spätestens jedoch vor dem Eintritt in die Fertigstraße, um einen. Winkel von 130 umzulenken und die geänderte. zur Gießrich— tung entgegengesetzte Bewegungsrichtung während der nachfolgenden Behandlungsvorgänge beizubehalten. Das Verfahren kann weiterhin so ausgebildet sein., daß der Gießstrang - der wahlweise von verschiedenen Gießstrecken erzeugt wird— durch Verschieben der Walzgerüste der Vorstraße quer zur Gießrichtung in deren Wirkbereich gelangt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch den Aufbau der erfindungsgemäßen Gießwalzanlage und
Fig. 2 schematisch den Aufbau eines quer zur Gießrichtung verschiebbaren Walzgerüstes der in
Fig. 1 dargestellten Vorstraße.
Die erfindungsgemäße Gießwalzanlage (vgl. Fig. 1) weist nebeneinander zwei voneinander unanhängige Gießstrecken 1 und 1a auf, die jeweils aus einer Gießmaschine 2 bzw. 2a, einer sich anschließenden Sekundärkühlstrecke 3 bzw. 3a, einer Temperaturausgleichsstrecke 4 bzw. 4a, einer Treibeinheit 5 bzw. 5a und einer Trennschere 6 bzw. 6a bestehen.
An die vorzugsweise in dieser Weise aufgebauten Gießstrecken 1 bzw. 1a schließt sich eine einzige, beiden Gießstrecken gemeinsame Vorstraße 7 an, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus drei Walzgerüsten δ, 9 und 10 aufgebaut ist. Die Vorstraße 7 ist quer zur Gießrichtung (Pfeil 11) derart verfahrbar, daß sie entweder im Bereich der Längsachse 12 der Gießstrecke oder im Bereich der Längsachse 12a der Gießstrecke la liegt. Die beiden genannten Betriebs Stellungen, in denen die Vorstraße 7 der Gießstrecke 1 oder der Gieß-* strecke 1a zugeordnet ist, sind in der Zeichnung mit ausgezogenen Linien bzw. mit strichpunktierten Linien bezeichnet; die Querverschiebbarkeit der Vorstraße 7 soll durch einen Doppelpfeil 13 angedeutet werden.
Durch die Verwendung zweier nebeneinander angeordneter, voneinander unabhängiger Gießstrecken 1 und 1a soll sichergestellt werden, daß die Produktion der Gießwalz— anlage bei Ausfall einer Gießstrecke, insbesondere einer Gießmaschine, aufrechterhalten werden kann. Die Gießmaschinen 2 bzw. 2a sind in an sich bekannter Weise ausgebildet; sie können insbesondere aus zwei einen Gießquerschnitt begrenzenden Gießbändern bestehen oder aus einem Gießrad, welches mit einem geeignet ausgebildeten Gießband zusammenwirkt.
Der zu verarbeitende flüssige Stahl wird in einer der beiden Gießmaschinen - beispielsweise in der Gießmaschine 2 - zu einem Gießstrang vergossen und erhält dort eine etwa 10 bis 2O mm starke Strang scha le. In der sich anschließenden Sekundärkühlstrecke 3 erstarrt der Gießstrang unter der Einwirkung einer intensiven
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Wasserkühlung vollständig durch, bevor in der Temperaturausgleichsstrecke 4 das Temperaturgefälle zwischen der Strangschale und dem Strangkern abgebaut und der Gießstrang erforderlichenfalls wieder auf Walztemperatur erhitzt wird.
An die beiden Gießstrecken 1 und la schließt das Walzwerk an, welches aus der bereits erwähnten Vorstraße 7, einer ersten Zwischenstraße 14, einer 18O -Umlenkeinheit 15,einer zweiten Zwischenstraße 16, einer Fertigstraße 17, einer Primärkühlstrecke 18, einem Windungs— leger 19, einer Sekundärkühlstrecke 20 und einer Sammelstation 21 besteht. Der in der Vorstraße 7 vorgewalzte, auf einen geeigneten Querschnitt reduzierte Gießstrang wird in den Zwischenstraßen 14 und 16 weiterverformt, bevor er beim Durchlaufen der Fertigstraße 17 den gewünschten Drahtquerschnitt erhält. Im Bereich zwischen der Vorstraße 7 und der Fertigstraße 17 - in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen den beiden Zwischenstraßen 14 und 16 - durchläuft der Gießstrang die
180°-Umlenkeinheit 15; er erhält dadurch eine der Gießrichtung 11 entgegengesetzte Bewegungsrichtung 22, die während der nachfolgenden Behandlungsvorgänge bestehen bleibt. Nach dem Fertigwalzen durchläuft der Gießstrang beispielsweise in Drahtform die Primärkühlstrecke 18 des Walzwerks, wird mittels des Windungslegers 19 in Windungen gelegt und über die Sekundärkühlstrecke 20 des Walzwerks geführt, bevor er in der Sammelstation 21 zu Drahtringen gesammelt wird.
Die Umlenkung des Gießstranges - die abhängig vom Querschnitt vor, zwischen und nach den beiden Zwischenstrassen 14 und 16 vorgenommen werden kann - führt zu einer
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/IS,
erheblichen Senkung des Platzbedarfs und der Installationskosten für die Versorgungseinrichtungen der Gießwalzanlage.
Die verschiebbare Anordnung der Vorstraße 7 macht eine Ablenkung des Gießstrangs, der in diesem Bereich, noch den vollen Gießquerschnitt aufweist, überflüssig-
In Fig. 2 ist beispielhaft das in Gießrichtung vorn liegende Walzgerüst 8 der Vorstraße 7 dargestellt, welches in Richtung des Doppelpfeiles 13 hin und her verschiebbar ist. Die schematisch dargestellten Walzen 81 und 8" sind über Gelenkwellen 23 mit einem Getriebe 24 und unter Zwischenschaltung einer Kupplung 25 mit einem als Walzantrieb dienenden Motor 26 verbunden. Die Teile 24, 25 und 26 sind im Gegensatz zum.
Walzgerüst 8 ortsfest auf einem Fundament 27 angeordnet.
Das Walzgerüst 8 ist (ebenso wie die weiteren nicht dargestellten Walzgerüste 9 und 10 der Vorstraße 7) auf einem Verschieberahmen 28 beweglich innerhalb einer ortsfesten Führung 29 gehalten. Der Verschieberahmen steht gelenkig mit der Kolbenstange 30 * eines Zylinderaggregats 30 in Verbindung, welches als Verschiebean— trieb dient und seinerseits über eine Konsole 31 ortsfest gehalten ist.
Der Verschieberahmen 28 des Walzgerüstes 8 ist mit einer Klemmeinrichtung 32 ausgestattet, die ihn in der gewähr ten Betriebsstellvng mit der Führung 29 verspannt und damit ortsfest hält.
In der in Fig. 2 dargestellten Betriebsstellung nimmt das Walzgerüst 8 (und die nachfolgenden Walzgerüste der Vorstraße) eine Stellung ein, in welcher die Walzenmitt-33 mit der in Fig. 1 angedeuteten Längsachse 12 zusamme;
fällt; die zweite Betriebesteilung des Walzgerüstes 8 ist wie in Pig. 1 strichpunktiert angedeutet.
Abweichend von der soeben erläuterten Ausbildung der Walzgerüste der Vorstraße 7 'können diese unter Umständen auch zu mehreren auf einem gemeinsamen Verschieberahmen angeordnet sein; es ist beispielsweise möglich, jeweils zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Walzgerüste der Vorstraße auf einem gemeinsamen Verschieberah— men anzuordnen.
Die bezüglich der Walzgerüste ortsfeste Anordnung des Walzantriebs und des Verschiebeantriebs hat den Vorteil, daß die Installation dieser Antriebe vereinfacht und die Größe der zu bewegenden Massen so gering wie möglich gehalten wird.
Die Gießwalzanlage und gegebenenfalls die 180°-Umlenk— einheit können - abweichend von dem in J?ig. 1 dargestellten Anwendungsbeispiel (nachgeschaltete Walzdrahtstraße) auch mit einem Walzwerk zur Herstellung von Peinstahl zus ammenwirken.
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Claims (10)

Ansprüche :
1. Anlage zum Gießwalzen von Metallen, insbesondere von Stahl, mit hohen Geschwindigkeiten, bei welcher der kontinuierlich erzeugte Gießstrang vollständig erstarrt und nach dem Durchlaufen einer Temperaturausgleichsstrecke einer Vorstraße zugeführt und im Anschluß daran in mehreren Walzstras— sen zwischen- und fertiggewalzt wird, bevor er in Stab- oder Drahtform weiteren Behandlungsvorgängen unterworfen wird, gekennzeichnet durch zwei voneinander unabhängige'Gießstrecken (1 bzw. 1a), die jeweils aus einer Gießmaschine (2 bzw. 2a) mit einer Sekundärkühlstrecke (3 bzw. 3a), nachgeschalteter Temperaturausgleichsstrecke (4 bzw. 4a) und einer Trennschere (6 bzw. 6a) bestehen, und durch eine quer zur Gießrichtung (Pfeil 11) bewegliche Vorstraße (7) , die wahlweise in den Bereich der Längsachse (12 bzw. 12a) einer der beiden Gießstrecken (1 bzw. 1a) verfahrbar ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen der Vorstraße (7) und der die Walzbehandlung abschließenden Fertigstraße (17) eine 180 -Umlenkeinheit (15) angeordnet ist, welche die Bewegungsrichtung (Pfeil 22) des Gießstrangs während der weiteren Behandlungsvorgänge festlegt.
Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorstraße (7) zwei Zwischenstraßen (14 bzw. 16) nachgeschaltet sind, und daß die 18O°-Umlenkeinheit (15) sich vor der ersten Zwischenstraße (14) , allenfalls jedoch hinter der zweiten Zwischenstraße (16) befindet-
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die 180 -Umlenkeinheit (15) zwischen, den beiden Zwischenstraßen (14, 16) angeordnet ist.
5. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzgerüste (8, 9, 10) der Vorstraße (7) bezüglich ihres ortsfesten Walzantriebs (24, 25, 26) verschiebbar sind.
6. Anlage nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzgerüste (8, 9, 10) der Vorstraße (7) jeweils auf einem eigenen Verschieberahmen (28) angeordnet und über Gelenkwellen (23) mit ihrem Walzantrieb (24, 25, 26) verbunden sind.
7. Anlage zur Drahtherstellung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fertig— straße (17) zumindest eine Kühlstrecke (18) sowie ein Windungsleger (19) und eine Sammelstation (21) folgen.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Windungsleger (19) eine P rimär kühlstrecke (18) vor- una/öekundärstühlstrecke (2O) nachge— schaltet ist.
9. Verfahren zum Gießwalzen von Metallen, insbesondere von Stahl, mit hohen Geschwindigkeiten, bei dem der kontinuierlich erzeugte Gießstrang vollständig erstarrt und nach dem Durchlaufen einer Temperaturausgleichsstrecke einer Vorstraße zugeführt und im Anschluß daran in mehreren Walzstraßen zwischen— und fertiggewalzt wird, bevor er in Stab- oder Drahtform weiteren Behandlungsvorgängen unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießstrang nach, dem Durchlaufen der Vorstraße, spätestens jedoch vor dem Eintritt in die Fertigstraße, um einen Winkel von 180 umgelenkt wird und die geänderte, zur Gieß— richtung entgegengesetzte Bewegungsrichtung während der nachfolgenden Behandlungsvorgänge beibehält.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießstrang - der wahlweise von verschiedenen Gießstrecken erzeugt wird - durch Verschieben der Walzgerüste der Vorstraße quer zur Gießrichtung in deren Wirkbereich gelangt.
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