EP0329639A1 - Verfahren und Anlage zum Stranggiessen von Stahl - Google Patents

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EP0329639A1
EP0329639A1 EP89890028A EP89890028A EP0329639A1 EP 0329639 A1 EP0329639 A1 EP 0329639A1 EP 89890028 A EP89890028 A EP 89890028A EP 89890028 A EP89890028 A EP 89890028A EP 0329639 A1 EP0329639 A1 EP 0329639A1
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EP
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mold
strand
cross
section
rollers
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EP89890028A
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Anton Dipl.-Ing. Hulek
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/1206—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for plastic shaping of strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/463—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2201/00—Special rolling modes
    • B21B2201/14—Soft reduction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2201/00—Special rolling modes
    • B21B2201/18—Vertical rolling pass lines

Definitions

  • the invention relates to a process for the continuous casting of steel, after which the melt is cast vertically in molds into a strand with an elongated cross-sectional shape and allowed to solidify during the mold passage, and to a continuous casting installation for carrying out this method.
  • strands with large thicknesses for example strand thicknesses of 210 mm, must be selected so that the slabs or blooms resulting from this continuous casting are enormous in the subsequent further processing into broadband with a thickness of only a few millimeters Cross-sectional reduction and, accordingly, also require expensive and complex systems.
  • a reducing mold For the continuous casting of thin slabs with a thickness of approx. 50 mm, a reducing mold has also already been proposed, which is designed as a moving plate mold made of conically converging plate chains, whereby a large inlet cross-section adapted to the pouring tube dimensions during the mold passage is reduced to a correspondingly reduced initial cross-section.
  • this reducing mold enables the production of relatively thin slabs under normal casting conditions, the achievable casting speeds remain too low for mechanical and metallurgical reasons for a direct control of the slabs to a rolling mill.
  • the difficult sealing of the Kokil lenhohlraumes, due to the wear on the sliding plate parts, susceptibility to failure and the like. very high demands are placed on the mold construction and it is questionable whether the simultaneous solidification and deformation of the strand does not lead to metallurgical defects.
  • the invention is therefore based on the object of eliminating these deficiencies and of specifying a method of the type described at the outset which ensures particularly economical casting of a thin strand suitable for direct further processing.
  • a low-cost and functionally reliable continuous casting plant is to be created which is ideally suited for carrying out this process.
  • the invention solves this problem essentially in that the strand is first cooled with a constant cross-section until a solid shell is formed, in particular solidified in the narrow side areas, whereupon the strand is progressively deformed and pressed into a flat strip during further cooling and solidification .
  • the strand can therefore be cast with a sufficiently large cross-section, for example with a thickness of approx. 150 mm, and remains undeformed until a suitably strong and resilient shell is properly formed, so that the casting process, the start of solidification and the initial shell formation can proceed completely without any problems.
  • a strand is cast with a parallelogram cross section, the deformation and compression of which then takes place in the direction of the smaller cross section height.
  • a parallelogram-shaped cross section results in a large central area corresponding to the use of conventional pouring tubes and also brings along narrow converging sides along the longer diagonal, which favor the formation of a rigid shell in these areas. Apart from that, this parallelogram cross section can be compressed into a plane-parallel band without too much change in shape.
  • a rational continuous casting installation for carrying out this method results from the combination of a first mold with a constant cavity cross section and a second mold downstream of this with a decreasing cavity cross section.
  • the first mold used is a moving plate mold known per se, which consists of a pair of opposing, endlessly rotating plate chains which delimit between the mold cavity, and that the second mold, designed as a stationary mold, continues the plate chains has two wall parts delimiting between the mold cavity, which are mounted so as to be pivotable about transverse axes lying in the inlet region, the mold cavity merging from an input cross-section corresponding to the output cross-section of the first mold into a flat-plane-parallel output cross-section.
  • the moving first mold can be of any length, for example 3000 mm long, so that a shell thickness of 10 mm can be achieved at the mold outlet at the desired high casting speed of, for example, 27 m / min. Due to the moving plate chains there is no sliding friction and the high ferrostatic pressure results in favorable heat transfer conditions between the strand and the mold, so that the required shell thickness is actually guaranteed despite the high casting speed.
  • the strand emerging from the moving plate mold is then taken over by the reducing but stationary mold, which, with its appropriately adjusted wall parts, performs the required cross-sectional reduction.
  • the wall parts can be swiveled so that the stationary mold can be opened at the start of casting in order to avoid faults when the first strand is passed.
  • the wall parts are then placed on the strand and brought into the respective reducing position via the actuators, with no lateral closure in the reducing mold of the mold cavity is required and the design effort for this mold can remain relatively low.
  • the strand then leaves the reducing mold as a flat pre-strip with a thickness of about 20 mm and with a flow rate of 27 to 30 m / min, so that this pre-strip is suitable for immediate tapping of a rolling mill, both in terms of its thickness and its outlet speed.
  • the casting performance achievable in this way corresponds to the required performance of a broadband rolling mill and thus the supply of such a broadband rolling mill is possible by a single continuous casting installation according to the invention, for which two slab continuous casting installations were previously necessary.
  • the plates of the two plate chains which are assigned to one another in pairs are angled and complement one another in cross section to form a parallelogram, the plates being supported against one another with an edge web butting against the other plate, and the wall parts of the stationary mold are divided into several individual longitudinal beams, which each have their own actuators, preferably hydraulic drives, result in particularly good conditions for carrying out the continuous casting process.
  • the cast strand is produced by the plate chains with a parallelogram-shaped cross section, which on the narrow sides, corresponding to the edge webs, already has a dimensioning adapted to the desired thickness of the preliminary strip and can be easily deformed into a flat preliminary strip.
  • the plates assigned to one another in pairs can also be adjusted transversely to the direction of passage in order to be able to change the cross-sectional dimensions.
  • the wall parts can also be adjusted exactly here to the respective cross-sectional shape of the strand possible. Apart from this, the strand is deformed into strips by the individual bars during the passage, which enables the desired cross-sectional reduction with minimal effort.
  • the bars are equipped with rows of rollers arranged one behind the other, offset from one bar to the next, there is an improvement in the friction in the reducing mold, and the offset rollers, which therefore have an overlapping effect, ensure proper strand deformation.
  • rollers In order to be able to adapt the rollers to different strand cross-sections and, above all, to the respective deformation profile, they are mounted in adjustable bearing blocks on the beams, whereby the height and inclination of the roller axes of rotation can be changed using these bearing blocks with the aid of spacers or the like .
  • the cooling and solidification process can be influenced during the passage of the strand through the second mold and, if necessary, matched to the deformation process.
  • a strand guide bridging this free space can be provided according to a further development of the invention, which preferably consists of two shell parts and has rollers and cooling slots or the like.
  • the strand leaving the moving mold is transferred safely and supported to the stationary mold by this strand guide, so that there are none There are faults and there can be no cracking of the strand shell.
  • the strand guide has a constant cross section, is preferably in two parts for assembly and maintenance and can be equipped with rollers and cooling slots or the like to improve the friction and cooling conditions.
  • a pair of transverse press rolls is arranged downstream of the second mold, which, by pressure welding, ensure a unification of the core parts which have solidified during the deformation and the compressed shell parts.
  • the continuous casting installation shown for the rational production of a flat strip is composed of a casting device 1, a first mold 2 and a downstream second mold 3, a strand guide 4 inserted between the molds, and a pair of press rolls 5 adjoining the second mold 3 together.
  • the casting device 1 consists of a reservoir 11 for receiving the steel melt S1 and a pouring tube 12, through which the melt S1 enters the mold cavity 21 of the first mold 2.
  • This first mold 2 is a moving plate mold made of a pair of opposing endlessly circulating plate chains 22 which delimit the mold cavity 21 which has a constant cross section.
  • the plate mold 2 is manufactured per se in a conventional design, the plates 23 of the two plate chains 22, which are assigned to one another in pairs, being angled and complementing one another in cross section to form a parallelogram.
  • the plates 23 are each in one piece and support one another with an edge web 24, which edge webs 24 abut against the plate inner walls delimiting the mold cavity 21 (FIG. 2).
  • the result is a simple, stable, functionally reliable and failure-prone plate mold which can be adjusted in width to a variety of cross-sectional sizes by a mutual transverse displacement of the plate chains 22.
  • the melt S1 is now cast in the first mold 2 to a strand S2 constant, approximately parallelogram-shaped cross section, which cools during its passage through this moving plate mold 2 until a solid shell S4, especially in the narrow side areas S3, has already solidified .
  • the mold cavity 21 is large enough to be able to penetrate with the pouring tube 12 to below the melt level in the mold cavity 21, and the moving mold 2 allows intensive contact between the strand and the mold for rapid heat dissipation, with the best possible friction conditions, so that high temperatures under proper casting conditions Pouring speed and the desired shell thicknesses can be achieved without difficulty by appropriate selection of the mold length at the given solidification speeds.
  • the strand guide 4 ensuring a functionally reliable and trouble-free transition of the strand from the first to the second mold.
  • the strand guide 4 is composed of two half shells 41, which limit a constant guide cross section corresponding to the outlet cross section of the mold 2.
  • rollers 42 can be inserted into the half-shells 41 and suitably distributed cooling slots 43 allow a corresponding heat dissipation and strand cooling.
  • the second mold 3 adjoining the strand guide 4 is a stationary mold and has a narrowing mold cavity 31.
  • there are two wall parts 32 each of which is divided into a plurality of longitudinal beams 33, each of which Longitudinal beam 33 is pivotally mounted about a transverse axis 34 located in the entry area and is pivotally supported by an actuator 35.
  • a mold cavity 31 is created, which changes from a parallelogram-shaped input cross-section (FIG. 6) corresponding to the guide cross-section of the strand guide 4 into a flat, plane-parallel output cross-section (FIG. 7), so that the strand S5 during its passage through the stationary one Mold 2, proceeding from a parallelogram cross section striding into a flat supporting strip S Vor is deformed and compressed.
  • the beams 33 are equipped with rollers 36 arranged in series, an offset of the rollers 36 from beam to beam having an overlapping mode of operation.
  • rollers 36 arranged in series, an offset of the rollers 36 from beam to beam having an overlapping mode of operation.
  • there are adjustable bearing blocks 37 so that a smooth transition from parallelogram to flat cross-section can be achieved.
  • nozzles 38 for applying a coolant are provided between the bars 33 and the rollers 36.
  • the reducing mold 3 need no longer have side boundary walls and it suffices for the limitation of the reducing mold cavity 31 by the opposite wall parts 32.
  • the flat compressed pre-strip S6 is then passed to the second mold 3 between press rolls 5, which ensure a compact structure of the pre-strip and ensure a secure connection of the pressed shell parts due to the press weld 5 achievable with these press rolls.
  • the preliminary strip S6 which leaves the continuous casting plant with a correspondingly thin cross section and sufficient speed, is deflected via guide and support rollers 6 and can be fed directly to a rolling mill 7, of course for the necessary control and straightening devices, control device or the like, not shown. to be concerned.
  • the reducing mold 3 is opened in order to avoid faults due to the first passage of the strand through the narrowing mold cavity 31. Only after the end of the strand has passed through the mold 3 is this activated by acting on the actuators 35 for the beams 33 until the desired cross-sectional reduction is achieved.
  • the beginning of the strand S7 is separated as start-up scrap from the preliminary strip S6 by means of appropriate cutting devices 8 before the preliminary strip is then or the like with a straightening punch 9. is fed to the deflection and support rollers 6 for proper withdrawal, so that the lack of cross-sectional reduction at the start of the casting is irrelevant.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Stranggießen von Stahl wird Schmelze vertikal in Kokillen zu einem Strang mit länglicher Querschnittsform vergossen und während des Kokillendurchganges erstarren gelassen. Um auf rationelle Weise einen Strang geringer Dicke herstellen zu können, wird der Strang (S2) zuerst bei gleichbleibendem Querschnitt abgekühlt, bis eine feste, insbesondere in den Schmalseitenbereichen (S3) durcherstarrte Schale (S4) ausgebildet ist, worauf der Strang (S5) während der weiteren Abkühlung und Erstarrung fortschreitend zu einem flachen Vorband verformt und zusammengepreßt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Strang­gießen von Stahl, nach dem Schmelze vertikal in Kokillen zu einem Strang mit länglicher Querschnittsform vergossen und während des Kokillendurchganges erstarren gelassen wird, sowie auf eine Stranggießanlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Beim üblichen Stranggießen mit stationären Kokillen lassen sich einerseits auf Grund der Notwendigkeit einer starken Wärmeabfuhr durch die Kokille und der dadurch bedingten intensiven Berührung zwischen Strang und Kokille, ander­seits durch den Zwang wegen der erforderlichen Gleitbe­wegung des Stranges innerhalb der Kokille und der noch wenig belastbaren Strangschale für möglichst günstige Reibungsverhältnisse zu sorgen, nur geringe Gießgeschwin­digkeiten, etwa 1,5 bis 5 m/min erreichen und nur recht kurze, ca. 900 mm lange Kokillen einsetzen. Um trotz dieser recht einschränkenden Voraussetzungen noch wirt­schaftliche Gießleistungen erzielen zu können, müssen Stränge mit großen Dicken, beispielsweise Strangdicken von 210 mm gewählt werden, so daß die durch dieses Strang­gießen entstehenden Brammen oder Vorblöcke bei der nach­folgenden Weiterverarbeitung zu Breitband mit nur wenigen Millimetern Dicke eine enorme Querschnittsreduktion und dementsprechend auch teure und aufwendige Anlagen verlan­gen. Bekannte mitlaufende Kokillen, die eine Relativbewe­gung zwischen Strang und Kokillenwandung vermeiden, erlau­ ben den stationären Kokillen gegenüber eine Steigerung der Gießgeschwindigkeit und ermöglichen dadurch bei gleichbleibender Gießleistung eine Verringerung der Strangdicke auf etwa 100 bis 150 mm Dicke, wobei die herkömmlichen Gießrohrdimensionen einen entsprechenden Eintrittsquerschnitt der Kokille bedingen und eine Unterschreitung dieser Strangdicken ohne reduzierende Kokille unmöglich machen. Auch die mit der mitlaufenden Kokille konstanten Hohlraumquerschnittes herstellbaren Brammen bleiben daher zu dick und verhindern eine durchgreifendere Rationalisierung der Weiterverarbeitung.
  • Weiters gibt es schon stationäre Kokillen mit redu­zierendem Hohlraum, um Dünnbrammen herzustellen, doch sind dabei wegen des kleinen Eintrittsquerschnittes besondere Gießtrichter zu verwenden und der die Kokille verlassende Strang besitzt nur eine dünne Schale, die eine zusätzliche Abstützung und Abkühlung erfordert. Außerdem können mit dieser Kokille keine Gießgeschwindig­keiten erreicht werden, die eine direkte Zuführung der Dünnbrammen zu einer Walzstraße erlaubten.
  • Zum Stranggießen von Dünnbrammen mit einer Dicke von ca. 50 mm wurde auch bereits eine reduzierende Kokille vorgeschlagen, die als mitlaufende Plattenkokille aus konisch zusammenlaufenden Plattenketten ausgebildet ist, wodurch ein den Gießrohrdimensionen angepaßter großer Eintrittsquerschnitt während des Kokillendurchganges auf einen entsprechend verkleinerten Ausgangsquerschnitt reduziert wird. Diese reduzierende Kokille ermöglicht zwar die Herstellung verhältnismäßig dünner Brammen bei üblichen Gießbedingungen, doch bleiben auch hier die erreichbaren Gießgeschwindigkeiten aus mechanischen und metallurgischen Gründen für eine unmittelbare Zuregelung der Brammen zu einer Walzanlage zu gering. Darüber hinaus werden durch das schwierige Abdichten des Kokil­ lenhohlraumes, auf Grund der Verschleißerscheinungen an den verschiebbaren Plattenteilen, der Störanfälligkeit u.dgl. sehr hohe Anforderungen an die Kokillenkonstruk­tion gestellt und es ist fraglich, ob das gleichzeitige Erstarren und Verformen des Stranges nicht zu metallur­gischen Fehlern führt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und ein Verfahren der eingangs geschilderten Art anzugeben, das ein besonders wirt­schaftliches Gießen eines dünnen, zur direkten Weiterver­arbeitung geeigneten Stranges gewährleistet. Darüber hinaus soll eine aufwandsarme und funktionssichere Stranggießanlage geschaffen werden, die sich zur Durch­führung dieses Verfahrens bestens eignet.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe im wesentlichen dadurch, daß der Strang zuerst bei gleichbleibendem Querschnitt abgekühlt wird, bis eine feste, insbesondere in den Schmalseitenbereichen durcherstarrte Schale ausgebildet ist, worauf der Strang während der weiteren Abkühlung und Erstarrung fortschreitend zu einem flachen Vorband verformt und zusammengepreßt wird. Der Strang kann daher mit ausreichend großem Querschnitt gegossen werden, beispielsweise mit ca. 150 mm Dicke, und bleibt bis zur ordnungsgemäßen Entstehung einer entsprechend festen und belastungsfähigen Schale unverformt, so daß der Gießvorgang, der Erstarrungsbeginn und die einleitende Schalenbildung vollkommen störungsfrei ablaufen können. Erst wenn eine ausreichende Schalendicke erreicht ist, die vor allem ein seitliches Aufreißen des Stranges ausschließt, erfolgt die Verformung des Stranges bis zum gewünschten flachen Vorband, wozu dann eine seitliche Strangführung unnötig ist und ein einfaches gegengleiches Breiten des Stranges zum gewünschten bandförmigen Vor­ produkt führt. Während der Verformung kommt es zu einem Durcherstarren des Stranges, wobei das Zusammenpressen zum flachen Vorband ein endgültiges Verschweißen der aufeinanderliegenden Schalenhälften garantiert. Es sind Banddicken bis ca. 20 mm bei Gießgeschwindigkeiten von 27 bis 30 m/min ohne Schwierigkeiten zu erreichen und das Vorband läßt sich daher auch direkt und mit aus­reichendem Durchsatz einer Walzanlage zuführen, die für eine Breitbanderzeugung nur mehr drei Gerüste benötigt.
  • Günstig ist es, wenn erfindungsgemäß ein Strang mit parallelogrammförmigem Querschnitt gegossen wird, dessen Verformung und Zusammenpressen dann in Richtung der kleineren Querschnittshöhe erfolgt. Ein solcher parallelogrammförmiger Querschnitt ergibt einem zum Einsatz üblicher Gießrohre entsprechend großen Mittenbereich und bringt außerdem entlang der längeren Diagonale schmal zusammenlaufende Seiten mit sich, die das Entstehen einer durcherstarrten Schale in diesen Bereichen begünstigen. Abgesehen davon, läßt sich dieser Parallelogrammquerschnitt ohne allzu große Formänderung zu einem planparallelen Band zusammendrücken.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ergibt sich eine rationelle Stranggießanlage zur Durchführung dieses Verfahrens durch die Kombination einer ersten Kokille mit gleichbleibendem Hohlraumquerschnitt und einer dieser nachgeordneten zweiten Kokille mit abnehmendem Hohlraum­querschnitt. Durch den Einsatz eines solchen Kokillen­paares werden die beiden Verfahrensschritte der Strangbil­dung und der Strangverformung in voneinander getrennten Vorrichtungen durchgeführt, was das spezielle Eingehen auf den jeweiligen Verfahrensschritt ermöglicht und eine optimale Anpassung jeder Vorrichtung an den durchzu­führenden Verfahrensschritt gestattet.
  • Gemäß einer besonders günstigen konstruktiven Ausgestal­tung der Erfindung dient als erste Kokille eine an sich bekannte mitlaufende Plattenkokille, die aus einem Paar einander gegenüberliegender, zwischen sich den Kokillen­hohlraum begrenzender endlos umlaufender Plattenketten besteht, und daß die zweite, als stationäre Kokille ausgebildete Kokille in Fortsetzung der Plattenketten zwei zwischen sich den Kokillenhohlraum begrenzende Wandteile aufweist, die um im Einlaufbereich liegende Querachsen schwenkverstellbar gelagert sind, wobei der Kokillenhohlraum von einem dem Ausgangsquerschnitt der ersten Kokille entsprechenden Eingangsquerschnitt in einen flach-planparallelen Ausgangsquerschnitt übergeht. Die mitlaufende erste Kokille läßt sich in Abhängigkeit von der Strang-Durchgangsgeschwindigkeit und der Erstar­rungsgeschwindigkeit beliebig lang, beispielsweise 3000 mm lang ausbilden, so daß sich bei der gewünschten hohen Gießgeschwindigkeit von z.B. 27 m/min eine Schalen­dicke von 10 mm am Kokillenaustritt erreichen läßt. Durch die mitlaufenden Plattenketten kommt es zu keinen Gleitreibungen und der hohe ferrostatische Druck bedingt günstige Wärmeübertragungsverhältnisse zwischen Strang und Kokille, so daß tatsächlich trotz der hohen Gießge­schwindigkeit die erforderliche Schalendicke gewähr­leistet ist. Der aus der mitlaufenden Plattenkokille austretende Strang wird dann von der reduzierenden, aber stationären Kokille übernommen, die mit ihren ent­sprechend angestellten Wandteilen die erforderliche Querschnittsreduktion vornimmt. Die Wandteile sind schwenkverstellbar, so daß die stationäre Kokille beim Gießbeginn geöffnet werden kann, um Störungen beim ersten Strangdurchtritt zu vermeiden. Die Wandteile werden dann auf den Strang aufgesetzt und über die Stelltriebe in die jeweilige reduzierende Position gebracht, wobei in der reduzierenden Kokille kein seitlicher Abschluß des Kokillenhohlraumes erforderlich ist und der konstruk­tive Aufwand für diese Kokille verhältnismäßig gering bleiben kann. Der Strang verläßt dann die reduzierende Kokille als flaches Vorband mit einer Dicke von etwa 20 mm und mit einer Fließgeschwindigkeit von 27 bis 30 m/min, so daß dieses Vorband sowohl hinsichtlich seiner Dicke als auch seiner Auslaufgeschwindigkeit für einen unmittelbaren Anstich einer Walzstraße geeignet ist. Dazu kommt noch, daß die so erreichbare Gießleistung der geforderten Leistung einer Breitband-Walzstraße entspricht und damit die Versorgung einer solchen Breit­band-Walzstraße durch eine einzige erfindungsgemäße Stranggießanlage möglich ist, wozu bisher zwei Brammen-­Stranggießanlagen notwendig waren.
  • Sind erfindungsgemäß die paarweise einander zugeordneten Platten der beiden Plattenketten abgewinkelt und ergänzen sich im Querschnitt zu einem Parallelogramm, wobei sich die Platten jeweils mit einem an der anderen Platte stumpf aufsetzenden Randsteg gegeneinander abstützen, und sind die Wandteile der stationären Kokille in mehrere einzelne Längsbalken aufgeteilt, an denen jeweils eigene Stelltriebe, vorzugsweise Hydrauliktriebe, angreifen, ergeben sich besonders gute Verhältnisse für die Durch­führung des Stranggießverfahrens. Der gegossene Strang wird durch die Plattenketten mit einem Parallelogrammför­migen Querschnitt hergestellt, der an den Schmalseiten, entsprechend den Randstegen, bereits eine der gewünschten Dicke des Vorbandes angepaßte Dimensionierung besitzt und problemlos zu einem flachen Vorband verformt werden kann. Die einander paarweise zugeordneten Platten lassen sich dabei auch quer zur Durchgangsrichtung verstellen, um die Querschnittsabmessungen ändern zu können. Durch die Aufteilung der stationären Kokille in einzelne Längs­balken ist auch hier eine exakte Anpassung der Wandteile an die jeweilige Querschnittsform des Stranges möglich. Abgesehen davon, wird der Strang durch die einzelnen Balken beim Durchgang streifenweise verformt, was die gewünschte Querschnittsreduktion mit minimalem Aufwand ermöglicht.
  • Sind die Balken mit hintereinandergereihten, von Balken zu Balken gegeneinander versetzt angeordneten Laufrollen bestückt, kommt es zu einer Verbesserung der Reibungsver­hältnisse in der reduzierenden Kokille und die versetzt angeordneten und daher überlappend wirkenden Laufrollen gewährleisten eine ordnungsgemäße Strangverformung.
  • Um die Laufrollen an verschiedene Strangquerschnitte und vor allem an den jeweiligen Verformungsverlauf anpas­sen zu können, sind sie in einstellbaren Lagerböcken an den Balken gelagert, wobei durch diese Lagerböcke mit Hilfe von Zwischenstücken od. dgl. die Höhenlage und Neigung der Laufrollen-Drehachsen verändert werden können.
  • Sind zwischen den Balken und den Laufrollen Düsen od. dgl. zum Einbringen eines Kühlmittels vorgesehen, läßt sich der Abkühl- und Erstarrungsvorgang während des Strangdurchganges durch die zweite Kokille beeinflussen und gegebenenfalls auf den Verformungsvorgang abstimmen.
  • Da auf Grund des Platzbedarfes der Kokillen zwischen erster und zweiter Kokille ein bestimmter Freiraum ver­bleibt, kann nach einer Weiterbildung der Erfindung eine diesen Freiraum überbrückende Strangführung vorge­sehen sein, die vorzugsweise aus zwei Schalenteilen besteht und Laufrollen und Kühlschlitze od. dgl. aufweist. Der die mitlaufende Kokille verlassende Strang wird durch diese Strangführung sicher und abgestützt der stationären Kokille übergeben, so daß es hier keine Störungen gibt und es auch zu keinerlei Rißbildung der Strangschale kommen kann. Die Strangführung besitzt gleichbleibenden Querschnitt, ist vorzugsweise zur Montage und Wartung zweiteilig und kann zur Verbesserung der Reibungs- und Abkühlverhältnisse mit Laufrollen und Kühlschlitzen od. dgl. ausgerüstet sein.
  • Um sicherzustellen, daß ein durcherstarrtes Vorband mit gleichmäßiger Dicke und gutem Gefüge die Stranggießanlage verläßt, ist erfindungsgemäß der zweiten Kokille ein Paar querliegender Preßwalzen nachgeordnet, die durch Preßschweißen für eine Vereinheitlichung der bei der Verformung erstarrten Kernteile und zusammengedrückten Schalenteile sorgen.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand rein schematisch an Hand eines Ausführungsbeispieles veranschaulicht, und zwar zeigen
    • Fig. 1 eine erfindungsgemäße Stranggießanlage in einem Anlagenschema, die
    • Fig. 2 und 3 Schnitte nach den Linien II-II bzw. III-III der Fig.1 durch die erste Kokille bzw. die Strangführung dieser Anlage in größerem Maßstab, die
    • Fig. 4 und 5 die zweite Kokille der Stranggießanlage im Längsschnitt und in Draufsicht ebenfalls größeren Maßstabes sowie die
    • Fig. 6 und 7 Querschnitte nach den Linien VI-VI und VII-VII der Fig.4.
  • Die dargestellte Stranggießanlage zum rationellen Herstellen eines flachen Vorbandes setzt sich aus einer Gießvorrichtung 1, einer ersten Kokille 2 und einer nachgeordneten zweiten Kokille 3, einer zwischen den Kokillen eingesetzten Strangführung 4 sowie einem an die zweite Kokille 3 anschließenden Preßwalzenpaar 5 zusammen. Die Gießvorrichtung 1 besteht dabei aus einem Vorratsbehälter 11 zur Aufnahme der Stahlschmelze S₁ und einem Gießrohr 12, über das die Schmelze S₁ in den Kokillenhohlraum 21 der ersten Kokille 2 gelangt. Diese erste Kokille 2 ist eine mitlaufende Plattenkokille aus einem Paar einander gegenüberliegender endlos umlau­fender Plattenketten 22, die den einen gleichbleibenden Querschnitt aufweisenden Kokillenhohlraum 21 begrenzen. Die Plattenkokille 2 ist an sich in herkömmlicher Bauart hergestellt, wobei die paarweise einander zugeordneten Platten 23 der beiden Plattenketten 22 abgewinkelt sind und sich im Querschnitt zu einem Parallelogramm ergänzen. Die Platten 23 sind jeweils einstückig und stützen sich gegenseitig mit einem Randsteg 24 ab, welche Randstege 24 stumpf an den den Kokillenhohlraum 21 begrenzenden Platteninnenwänden aufsitzen (Fig. 2). Es entsteht eine einfache, stabile, funktionssichere und störunanfällige Plattenkokille, die durch eine gegenseitige Querverschie­bung der Plattenketten 22 in ihrer Breite auf verschie­dene Querschnittsgrößen eingestellt werden kann.
  • Die Schmelze S₁ wird nun in der ersten Kokille 2 zu einem Strang S₂ gleichbleibenden, etwa parallelogrammför­migen Querschnittes vergossen, der während seines Durch­ganges durch diese mitlaufende Plattenkokille 2 abkühlt, bis am Kokillenaustritt eine feste, vor allem in den Schmalseitenbereichen S₃ bereits durcherstarrte Schale S₄ entstanden ist. Der Kokillenhohlraum 21 ist groß genug, um mit dem Gießrohr 12 bis unter den Schmelzen­spiegel im Kokillenhohlraum 21 eindringen zu können, und die mitlaufende Kokille 2 erlaubt bei günstigsten Reibungsverhältnissen eine intensive Berührung zwischen Strang und Kokille für eine rasche Wärmeabfuhr, so daß bei ordnungsgemäßen Gießbedingungen hohe Gießgeschwindig­ keiten und durch entsprechende Wahl der Kokillenlänge bei den gegebenen Erstarrungsgeschwindigkeiten auch die gewünschten Schalendicken schwierigkeitslos erreicht werden.
  • Der die erste Kokille 2 verlassende Strang S₂ gelangt nun in die zweite Kokille 3, wobei die Strangführung 4 für einen funktionssicheren und störungsfreien Übergang des Stranges von der ersten zur zweiten Kokille sorgt. Die Strangführung 4 setzt sich zur Vereinfachung der Montage und Wartung aus zwei Halbschalen 41 zusammen, die einen konstanten, dem Austrittsquerschnitt der Kokil­le 2 entsprechenden Führungsquerschnitt begrenzen. Zur Verbesserung der Reibungsverhältnisse können in die Halbschalen 41 Laufrollen 42 eingesetzt sein und geeignet verteilte Kühlschlitze 43 erlauben eine entsprechende Wärmeabfuhr und Strangkühlung.
  • Die an die Strangführung 4 anschließende zweite Kokille 3 ist im Gegensatz zur ersten Kokille 2 eine stationäre Kokille und besitzt einen sich verengenden Kokillenhohl­raum 31. Zur Begrenzung dieses Kokillenhohlraumes 31 gibt es zwei Wandteile 32, die jeweils in mehrere Längs­balken 33 unterteilt sind, wobei jeder der Längsbalken 33 um eine im Eintrittsbereich liegende Querachse 34 schwenkbar gelagert und über einen Stelltrieb 35 schwenk­verstellbar abgestützt ist. Durch entsprechendes Anstel­len der Balken 33 entsteht ein Kokillenhohlraum 31, der von einem dem Führungsquerschnitt der Strangführung 4 entsprechenden parallelogrammförmigen Eingangsquer­schnitt (Fig.6) in einen flachen planparallelen Ausgangs­querschnitt (Fig.7) übergeht, so daß der Strang S₅ wäh­rend seines Durchganges durch die stationäre Kokille 2, ausgehend von einem Parallelogrammquerschnitt, fort­ schreitend zu einem flachen Vorband S₆ verformt und zusammengedrückt wird.
  • Zur Reibungsverminderung sind die Balken 33 mit hin­tereinandergereihten Laufrollen 36 bestückt, wobei ein Versatz der Laufrollen 36 von Balken zu Balken eine über­lappende Wirkungsweise mit sich bringt. Um die Laufrollen in ihrer Lage an den Verformungsverlauf und an die jewei­ligen Strangquerschnitte anpassen zu können, gibt es einstellbare Lagerböcke 37, so daß sich ein möglichst gleichmäßiger Übergang vom parallelogrammförmigen zum flachen Querschnitt erreichen läßt. Zur Beeinflussung der Wärmeabfuhr und der Erstarrungsgeschwindigkeit während des Strangdurchganges durch die Kokille 3 sind zwischen den Balken 33 und den Laufrollen 36 Düsen 38 zum Aufbrin­gen eines Kühlmittels vorgesehen.
  • Da der in die zweite Kokille 3 einlaufende Strang S₅ bereits eine feste, an den Schmalseitenbereichen S₃ durch­erstarrte Schale S₄ besitzt, braucht die reduzierende Kokille 3 keine Seitenbegrenzungswände mehr aufzuweisen und es genügen für die Begrenzung des reduzierenden Ko­killenhohlraumes 31 die einander gegenüberliegenden Wand­teile 32.
  • Das flach zusammengedrückte Vorband S₆ wird anschließend an die zweite Kokille 3 zwischen Preßwalzen 5 hindurch­geführt, die für ein verdichtetes Gefüge des Vorbandes sorgen und auf Grund der mit diesen Preßwalzen 5 erziel­baren Preßschweißung eine sichere Verbindung der aufein­ander gedrückten Schalenteile gewährleisten.
  • Das Vorband S₆, das mit entsprechend dünnem Querschnitt und ausreichender Geschwindigkeit die Stranggießanlage verläßt, wird über Leit- und Stützrollen 6 umgelenkt und kann direkt einer Walzstraße 7 zugeführt werden, wobei selbstverständlich für die erforderlichen, nicht weiter dargestellten Leit- und Richteinrichtungen, Rege­lungseinrichtung od.dgl. zu sorgen ist.
  • Zum Anfahren der Stranggießanlage wird die reduzierende Kokille 3 geöffnet, um Störungen auf Grund des ersten Durchlaufes des Stranges durch den sich verengenden Kokillenhohlraum 31 zu vermeiden. Erst nach dem Durchgang des Stranganfanges durch die Kokille 3 wird diese durch Beaufschlagung der Stelltriebe 35 für die Balken 33 angestellt, bis die gewünschte Querschnittsreduktion zustandekommt. Der Stranganfang S₇ wird als Anfahrschrott vom Vorband S₆ über entsprechende Schneideinrichtungen 8 abgetrennt, bevor dann das Vorband mit einem Richtstem­pel 9 od.dgl. für einen ordnungsgemäßen Abzug den Umlenk- und Stützrollen 6 zugeleitet wird, so daß die fehlende Querschnittsreduktion zu Gießbeginn keine Rolle spielt.

Claims (10)

1. Verfahren zum Stranggießen von Stahl, nach dem Schmelze vertikal in Kokillen zu einem Strang mit länglicher Quer­schnittsform vergossen und während des Kokillendurchganges erstarren gelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang zuerst bei gleichbleibendem Querschnitt abge­kühlt wird, bis eine feste, insbesondere in den Schmalsei­tenbereichen durcherstarrte Schale ausgebildet ist, worauf der Strang während der weiteren Abkühlung und Erstarrung fortschreitend zu einem flachen Vorband verformt und zusammengepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strang mit parallelogrammförmigem Querschnitt gegossen wird, dessen Verformung und Zusammenpressen dann in Richtung der kleineren Querschnittshöhe erfolgt.
3. Stranggießanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Kombination einer ersten Kokille (2) mit gleichbleibendem Hohlraum­querschnitt und einer dieser nachgeordneten zweiten Ko­kille (3) mit abnehmendem Hohlraumquerschnitt.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als erste Kokille (2) eine an sich bekannte mitlaufende Plattenkokille dient, die aus einem Paar einander gegen­überliegender, zwischen sich den Kokillenhohlraum (21) begrenzender, endlos umlaufender Plattenketten (22) be­steht, und daß die zweite, als stationäre Kokille ausge­bildete Kokille (3) in Fortsetzung der Plattenketten zwei zwischen sich den Kokillenhohlraum (31) begrenzende Wandteile (32) aufweist, die um im Einlaufbereich liegende Querachsen (34) schwenkverstellbar gelagert sind, wobei der Kokillenhohlraum (31) von einem dem Ausgangsquerschnitt der ersten Kokille (2) entsprechenden Eingangsquerschnitt in einen flach-planparallelen Ausgangsquerschnitt übergeht.
5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise einander zugeordneten Platten (23) der beiden Plattenketten (22) abgewinkelt sind und sich im Querschnitt zu einem Parallelogramm ergänzen, wobei sich die Platten (23) jeweils mit einem an der anderen Platte stumpf aufsetzenden Randsteg (24) gegeneinander abstützen, und daß die Wandteile (32) der stationären Kokille (3) in mehrere einzelne Längsbalken (33) aufgeteilt sind, an denen jeweils eigene Stelltriebe (35), vorzugsweise Hydrauliktriebe, angreifen.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Balken (33) mit hintereinandergereihten, von Balken zu Balken gegeneinander versetzt angeordneten Laufrollen (36) bestückt sind.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufrollen (36) in einstellbaren Lagerböcken (37) an den Balken (33) gelagert sind.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­kennzeichnet, daß zwischen den Balken (33) und den Lauf­rollen (36) Düsen (38) od. dgl. zum Einbringen eines Kühlmittels vorgesehen sind.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß eine den Freiraum zwischen erster und zweiter Kokille (2, 3) überbrückende Strangführung (4) vorgesehen ist, die vorzugsweise aus zwei Schalenteilen (41) besteht und Laufrollen (42) und Kühlschlitze (43) od. dgl. aufweist.
10. Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiten Kokille (3) ein Paar querliegender Preßwalzen (5) nachgeordnet ist.
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