EP2627464A1 - Verfahren und anlage zur energieeffizienten erzeugung von stahlwarmband - Google Patents

Verfahren und anlage zur energieeffizienten erzeugung von stahlwarmband

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EP2627464A1
EP2627464A1 EP11771071.5A EP11771071A EP2627464A1 EP 2627464 A1 EP2627464 A1 EP 2627464A1 EP 11771071 A EP11771071 A EP 11771071A EP 2627464 A1 EP2627464 A1 EP 2627464A1
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EP
European Patent Office
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strand
thickness
rolling
guiding device
casting
Prior art date
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EP11771071.5A
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EP2627464B1 (de
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Gerald Hohenbichler
Josef Watzinger
Gerald Eckerstorfer
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
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Publication date
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    • 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
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    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/004—Heating the product

Definitions

  • the invention relates to a process for the continuous or semi-continuous production of steel hot strip, which starting from a by a
  • Vorwalz No. 1 Vorwalz No. 1 and a corresponding system for
  • Continuous rolling when a casting plant is so connected to a rolling mill, that in a mold, the cast strand directly - without separation from the straight cast strand part and without intermediate storage - fed into a rolling mill and rolled there to a desired final thickness So the strand can already be a steel band on the
  • String guiding corset means strand guiding device comprising several (usually three to six)
  • each guide segment comprises one or more (usually three to ten) pairs of preferably designed as a strand support rollers guide elements.
  • the support rollers are rotatable about an axis orthogonal to the transport direction of the strand.
  • Guide elements also as static, e.g. skid-shaped
  • the strand is not only by the
  • Strand guiding device supported, but also by a lower end portion of the mold, which is why you could view the mold as part of the strand guide device.
  • the strand exits vertically downward from the mold and is deflected into the horizontal.
  • Strand guiding device therefore has a substantially curved over an angular range of 90 ° course.
  • the emerging from the strand guide device strand is in the roughing mill (HRM, High-Reduction Mill)
  • the resulting intermediate band is heated by a heater and in a
  • Finish rolling mill finished rolled.
  • the rolling stock has a temperature above its recrystallization temperature during rolling. For steel this is the range above about 750 ° C, usually is rolled at temperatures up to 1200 ° C warm.
  • the metal When hot rolling steel, the metal is usually in the austenitic state, where the iron atoms are cubic
  • the austenite area of a steel depends on the steel composition, but is usually above 800 ° C.
  • the produced steel bands are used for
  • controllable solidification coefficients have a
  • a steel strip of less than 0, 8 mm thickness can be produced without winding problems, whereby uniform and repeatable mechanical properties can be ensured over the entire width and length of the steel strip.
  • Stahlwarmbandgüten is no longer necessary. With such steel heat-tape grades, in which subsequent cold-rolling is still required, the number of rolling stands can be reduced compared to conventional rolling mills.
  • Arvedi comprises a continuous rolling mill following a continuous caster with three roughing stands, two strip separators, an induction furnace for
  • Cooling section cooled and by means of three underfloor reels to tape rolls with a weight of up to 32 tons
  • the underfloor reel is a
  • Such a system allows the production of hot strips with a final thickness between 0, 8 and 4 mm in continuous operation.
  • steel coils may be produced in semi-continuous operation, however, according to the inventors of low carbon steels in continuous operation, a minimum specific minimum flow rate of about 450 mm * m / min is required to complete every five in the finishing train
  • Fertigwalzgerüste be used, for steel grades, which must be cast slower due to specific material properties required, hardly a flow of 400 mm * m / min is achieved.
  • intermediate strip Even with volume flows in the range of 400-450 mm * m / min, the use of four finishing stands is questioned or the use of only three finishing stands is indicated.
  • Metallurgical length refers to the distance between the pouring area of the mold, specifically between the liquid level of the liquid steel, referred to as the "meniscus", and the end of the mold facing the roughing line
  • Strand guiding device between the guide elements or the strand support rollers a partially curved
  • a strand support length of 17 m has the consequence that the
  • That inner portion of the strand which is still liquid or of doughy swampy consistency, is referred to as
  • Liquid sump called.
  • a kokillenfernere "Sumpfspitze” of the liquid sump is as the centric
  • the temperature of the sump tip therefore corresponds to the solidus temperature of the respective steel grade (typically between 1300 ° C and 1535 ° C.
  • EP 0 889 762 B1 proposes, for the endless casting and rolling of hot strip, a volumetric flow rate> 0.487 mm 2 / min (converted to the customary unit mentioned at the beginning:> 487 mm * m / min).
  • a casting with such a high Volume flow at a relatively low strand thickness proves to be too fast for many types of steel in order to be able to ensure sufficient production quality.
  • Strand guiding device transported strand is always as close to the end of the strand guide device and thus as close to the entrance to the roughing mill.
  • the invention is therefore based on the object for a variety of steel grades, cooling parameters and strand thicknesses to find those casting and plant parameters, under which the sump tip of the strand as far as possible far away from the mold, i. as close to the end of the
  • Strand guiding device can be kept.
  • Casting speed or the strand guiding device passing volume flow may not be too large, since In such a case, a shifting out of the sump tip on the strand guide device beyond and thus bulging and bursting of the strand could take place.
  • a process for the continuous or semicontinuous production of steel hot strip which is rolled starting from a strand guided by a strand guiding device in a roughing train to an intermediate belt and subsequently in a finishing train to an end belt, comprises according to the invention the following process steps:
  • the emerging from the mold and entering the strand guide strand has a strand thickness between 95 and 110 mm, preferably a strand thickness between 102 and 108 mm, and wherein the strand in the Liquid Core Reduction (LCR) method by means of the subsequent
  • Cross-sectional core of the strand to a strand thickness between 60 and 95 mm, preferably to a
  • Strand thickness is reduced between 70 and 85 mm
  • measured strand end support length between 13 m and 15.5 m, preferably in a range between 13 and 15 m, preferably between 14.2 m and 15 m,
  • Strand guiding device corresponds) in a range of 3.8 - 7 m / min.
  • Strand guiding device downstream rolling mill has a sufficiently hot cross-sectional core to relatively high energy expenditure and ensuring high
  • Rolling passes i. using four roughing stands, preferably in five rolling passes, i. carried out using five roughing stands. While in processes according to the prior art usually a pre-rolling of the strand is carried out in three rolling passes, can by an inventive
  • the casting heat still in the strand is optimally utilized. Furthermore, when four or five rolling passes are made, almost independently of the starting thickness of the cast strand, a very narrow thickness range of the intermediate strip (between 3 and 15 mm, preferably between 4 and 10 mm) is achieved, so that one of the roughing mill
  • downstream heater e.g. an inductive one
  • Thickness range of the intermediate band can be designed.
  • the four or five rolling passes taking place in the rough rolling mill take place within a maximum of 80 seconds, preferably within a maximum of 50 seconds.
  • the first rolling pass in the rough rolling mill takes no more than 5.7 minutes
  • liquid strand takes place.
  • the first pass in the roughing mill takes place within a maximum of 4.8 minutes, even at casting speeds in the region of 4 m / min.
  • Vorwalz Given only one conditional by the ambient conditions in the form of natural convection and radiation Cooling of the strand is allowed, ie no
  • Cooling device is done.
  • a reduction of the thickness of the strand by 35-60%, preferably by 40-55% takes place in the roughing mill per rolling pass.
  • a temperature loss rate of the intermediate strip emerging from the rough rolling mill is below a maximum of 3 K / m, preferably below a maximum of 2.5 K / m. It would also be conceivable to realize a temperature loss rate ⁇ 2 K / m.
  • a heating of the leaked out of the roughing intermediate belt by means of an inductive heating device, preferably in
  • Querfelder stiills compiler starting at a temperature above 725 ° C, preferably above 850 ° C to a temperature of at least 1100 ° C, preferably to a temperature above 1180 ° C.
  • the passage of time between the first pass and the inlet into the heating device does not exceed 110 seconds for intermediate strip thicknesses of 5-10 mm, preferably not longer than 70 seconds.
  • a finish rolling of the heated intermediate strip in the finishing train in four rolling passes, i. using four finishing stands or in five rolling passes, i. using five
  • Fertigwalzgerüsten to an end strip with a thickness ⁇ 1.5 mm, preferably ⁇ 1.2 mm.
  • inventive method is also a rolling on
  • Rolling mill carried out by the five or four finishing mills rolling within a maximum period of 12 seconds, preferably within a maximum period of 8 seconds.
  • the strand thickness quasi-static i. shortly after the start of casting or the casting of a casting sequence, as soon as the "front of the head" called, warm
  • the strand thickness may be dynamically adjustable, i. is arbitrarily variable during the casting process or during the passage of the strand through the strand guiding device.
  • the dynamic setting is then preferably set by the operating team depending on the steel grade and the actual casting speed, if this changes only on a case-by-case basis.
  • Thickness reduction is between 0 and 30 mm, preferably between 3 and 20 mm.
  • the application of the coolant to the strand takes place by means of an injection device, which can comprise any desired number of spray nozzles.
  • an injection device which can comprise any desired number of spray nozzles.
  • 3 to 4 liters of coolant per kg of extruded steel are spent, while one for a
  • Coolant be spent per kg of extruded steel.
  • the ratio of the support roller diameter to the distance between adjacent support rollers, the spray character of the nozzles and the coolant or water temperature is the ratio of the support roller diameter to the distance between adjacent support rollers, the spray character of the nozzles and the coolant or water temperature.
  • Speed factor K in particular as a function of the steel grade or the cooling characteristic of the strand.
  • a speed factor K lying in the upper region of a corridor region proposed according to the invention can be used, while for slower-to-cool steel grades a velocity factor K lying in the middle or lower region of a corridor region proposed according to the invention
  • Casting speed is substantially constant.
  • the definition of steady-state plant operation merely serves to delimit against a start-up phase during which the molten steel initially passes through the strand guiding device and during which the casting speed is subject to extraordinary parameters or, on the other hand, also acceleration phases which are possible in the meantime to increase throughput and / or operationally required deceleration phases (if you have to wait for the delivery of liquid steel or because of strand quality, lack of cooling water, ).
  • Strand support length L 16.5 m in a corridor range from 36450 to 42950, preferably in a corridor range from 39700 to 42950, wherein for determining
  • Speed factor K at a strand support length L of 13 m in a corridor range from 26350 to 32359, preferably in a corridor range from 29350 to 32359, while the velocity factor K at a strand support length
  • the detailed / refined choice of the speed factor is in addition to the strand support length in particular from Carbon content of the cast steel, whose solidification ⁇ or Umwandlungs decisionisitik whose strength or
  • proposed speed factors K allows optimal utilization of the casting heat contained in the strand for the subsequent rolling process and an optimization of the material throughput and thus a productivity advantage (with operational decrease of the casting speed, the strand thickness can be increased and thereby the material throughput can be increased).
  • Claim 19 is directed to a system for carrying out the method according to the invention for the continuous or semi-continuous production of steel hot strip, comprising a casting machine with a mold, a downstream of this strand guide device, one of these downstream
  • a finishing train wherein the strand guiding device comprises a lower series of guide elements and a parallel or converging arranged upper series of guide elements and between the two guide elements series for receiving the strand emerging from the casting strand provided receiving shaft is formed, which by forming different distances opposite guide elements is tapered to each other at least in sections in the transport direction of the strand and thereby the strand is Dickenreduzierbar.
  • the clear receiving width of the receiving shaft is at its input to the mold inlet area between 95 and 110 mm, preferably between 102 and 108 mm, that of
  • Pre-rolling mill comprises four or five roughing stands.
  • Cooling device however, a thermal cover is provided, which provided for the transport of the strand
  • Conveyor at least partially surrounds and thus delays cooling of the strand.
  • a strand thickness of 4 to 10 mm can be generated.
  • the Heating device is designed as an inductive transverse field heating furnace, by means of which the strand, starting at a temperature above 725 ° C, preferably above 850 ° C to a temperature of at least 1100 ° C, preferably to a temperature above 1180 ° C.
  • Prefabricated rolling mill comprises four or five finishing mills, by means of which an intermediate strip emerging from the rough rolling mill can be reduced to an end strip with a thickness of ⁇ 1.5 mm, preferably ⁇ 1.2 mm.
  • Prefabricated rolling stands each at intervals of ⁇ 7 m, preferably at intervals of ⁇ 5 m are arranged to each other, the distances between the working rolling axes of the finishing mills are measured.
  • Thickness reduction of the strand certain guide elements (gap) are adjustable and thus a light
  • the strand thickness or the clear receiving width is adjustable depending on the material of the strand and / or the casting speed.
  • adjustable guide elements in one of the mold facing the front half, preferably in one of Mold facing front quarter of the longitudinal extension of the strand guide device are arranged.
  • Vorwalzgerüstes the roughing mill is arranged a maximum of 7 m, preferably a maximum of 5 m after the end of the strand guiding device.
  • an inlet end of the heating device facing the rough rolling mill is a maximum of 25 m, preferably a maximum of 19 m, after the
  • Fig.l is a schematic representation of an inventive system for continuous or semi-continuous production of steel hot strip in side view
  • FIG. 2 shows a detailed representation of a strand guiding device of the system from FIG. 1 in a vertical sectional view
  • Fig.l shows schematically a plant 1, by means of which a method according to the invention for the continuous or semi-continuous production of steel hot strip is feasible.
  • Mold 2 are cast in the strands 3, which is a
  • the mold 2 is preceded by a pan 39, which feeds a distributor 40 with liquid steel via a ceramic inlet nozzle.
  • the distributor 40 subsequently charges the mold 2, to which a strand guiding device 6 adjoins.
  • the system 1 further comprises a number of components such as Entzu matters Anlagenen 41, 42 and in Fig.l not shown separating means, which substantially correspond to the prior art and which is therefore not discussed here at this point.
  • the severing devices for example in the form of high-speed shears, can be arranged at any position of the plant 1, in particular between the rough rolling mill 4 and the finishing train 5 and / or in a downstream region of the finishing train 5.
  • the heater 7 is in the present embodiment as an induction furnace
  • a transverse field heating induction furnace is used, which the plant 1 particularly
  • the heater 7 could also as
  • conventional oven e.g. be performed with flame treatment, or as a mixing furnace, consisting of HC fuel-fired and inductive segments.
  • the intermediate band 3 ' is relatively uniform over the cross section to a desired
  • Inlet temperature for the inlet brought into the finishing train 5 wherein the inlet temperature usually depending on the steel grade and subsequent rolling in the
  • Finishing mill 5 is between 1000 ° C and 1200 ° C.
  • a strand 3 is used with a casting plant 2 (in FIGS. 1-3, a mold of the casting plant is shown)
  • Strand 3 is added in the liquid core reduction (LCR) process by means of strand guiding device 6
  • liquid cross-sectional core to a strand thickness d between 60 and 95 mm, preferably reduced to a strand thickness d between 70 and 85 mm.
  • measured strand support length L is less than or equal to 16.5 m and greater than or equal to 10 m, namely between 12 m and 15.5 m.
  • the meniscus 13, which can be seen in detail in FIG. 3, is located i.d.R. a few centimeters below the upper edge 38 of the usually made of copper mold 2.
  • the strand support length L is in this case between the meniscus 13 of the mold or the casting plant 2 and the axis of the last, a Vorwalz Sounds 4 facing support roller and described in more detail below upper guide elements series 10 (viewed in a side view of Appendix 1 to the Axes of the roles parallel viewing direction according to
  • the strand support length L is at a relative to the center of the radius of curvature of the
  • Strand support length L is in Fig.2 a concentric to the strand support length L auxiliary dimension line L 'located.
  • a casting speed of the strand 3 measured during a steady-state continuous operation of the strand 3 (which essentially also corresponds to the speed of the strand 3 when passing through the strand guiding device 6, ie also the speed of the strand 3 at the end 14 of FIG
  • Strand guiding device 6 corresponds), in a range of 3.8 - 7 m / min, preferably in a range of 4.2 - 6.6 m / min. A combination of these parameters ensures that a swamp tip of the strand 3 defined at the beginning is independent of the material quality-dependent
  • Maximalg chip york always approaches to relatively close to the end of the strand guide device and thereby the strand 3 with relatively little energy and while ensuring high quality manufacturing to a desired intermediate thickness before and subsequently can also be finish-rolled.
  • the strand support length L is less than or equal to 15.5 m, preferably is the
  • Strand support length L in a range between 13 and 15 m.
  • the strand support length L is at least 12 m, preferably at least 13 m.
  • Roll passes are made within a maximum of 80 seconds, preferably within a maximum of 50 seconds.
  • the first rolling pass in the rough rolling mill 4 within a maximum of 5.7 minutes, preferably within a maximum of 5.3 minutes from
  • the surface of the strand 3 has in this area on average a temperature> 1050 ° C, preferably> 1000 ° C.
  • Conveying device at least in sections.
  • the thermal cover can surround the conveying device from above and / or from below and / or laterally.
  • a temperature loss rate of the intermediate strip 3 'emerging from the roughing train 4 is below a maximum of 3 K / m, preferably below a maximum of 2.5 K / m. Conceivable would be a realization of
  • Temperature loss rate is due to heat radiation and / or convection from the intermediate band and can be controlled by an appropriate choice of thermal boundary conditions (covers, tunnels, cold air, humidity, ...) and transport speed or mass flow.
  • Transverse field heating method starting at a temperature above 725 ° C, preferably above 850 ° C,
  • the heating of the intermediate strip 3 'takes place within a period of 4 to 30 seconds, preferably within a period of 5 to 15 seconds.
  • Strand guiding device 6 80 mm thick strand 3, which in the roughing mill 4 to an intermediate band 3 'with a thickness is reduced by 5 mm, after 260 seconds at the latest, preferably after at the latest 245 seconds from exiting the mold 2 is introduced into the inductive heating device 7 and that when exiting the
  • Strand guiding device 6 95 mm thick strand 3, which is reduced in the roughing mill 4 to an intermediate strip 3 'with a thickness of 5.5 mm, at the latest after 390 seconds, preferably after at the latest 335 seconds from the mold 2 exiting into the inductive heating device 7 is introduced.
  • Prefabricated rolling train 5 is preferably carried out in four rolling passes, ie using four finishing stands 5i, 5 2 , 5 3 , 5 4 or in five rolling passes, ie using five
  • a method according to the invention is also a rolling
  • the finish rolling stands 5i, 5 2 , 53, 5 4 , 5s are arranged at intervals of ⁇ 7 m, preferably at intervals of ⁇ 5 m to each other (measured between the
  • rolling passes taken within a maximum of 12 seconds, preferably within a maximum of 8 seconds.
  • the end band 3 is subsequently cooled to a reel temperature between 500 ° C. and 750 ° C., preferably to 550 ° C. and 650 ° C., and wound up into a bundle.
  • the end band 3 'or the intermediate band 3' or the strand 3 is cut through in a direction transverse to its transport direction 15 Direction and a ready reeling of the rolling mill side loose end band 3 '.
  • rewinding would also be a
  • Each guide element of the lower guide element series 9 is an opposite guide element of the upper
  • Guide elements series 10 assigned.
  • the guide elements are thus arranged in pairs on both sides of the broad sides of the strand 3.
  • the guide elements 9, 10 are designed as rotatably mounted support rollers.
  • the upper and lower courtssetti- or support roller series 9, 10 can each turn in (sub-) series
  • the guide elements of the upper guide elements series 10 are selectively depth adjustable or can be connected to the
  • Guide elements of the lower guide elements series 9 can be approximated.
  • Strand guiding device 6 may e.g. by means of a
  • clear receiving width 12 of the receiving shaft 11 of the strand guiding device 6 measured opposite upper and lower guide elements could e.g. be reduced from 100 mm to a range between 70 and 90 mm.
  • the strand 3 e.g. three to eight guide elements (pairs) of one of the mold 2 facing - but not necessarily adjoining the mold 2 - first guide segment 16 'adjustable.
  • several juxtaposed guide segments 16 can be used for LCR thickness reduction, which connect directly or indirectly to the mold.
  • the strand thickness d or the clear receiving width 12 is dependent on the material of the strand 3 and / or in
  • Adjustment of the respective guide elements 9, 10 takes place in a direction substantially orthogonal to the transport direction of the strand extending direction, wherein both the upper
  • Guide elements 10 and the lower guide elements 9 can be adjustable. As can be seen in Figure 3, upper guide elements 10 are hinged to corresponding support members 17, which are preferably hydraulically adjustable.
  • the (hydraulically) adjustable LCR guide elements 9, 10 are preferably in one of the mold 2 facing the front half, preferably in a mold 2 facing the front quarter of the longitudinal extent of
  • Strand guiding device 6 is arranged.
  • Pickup width 12 may be quasi-static, i.
  • Strand guiding device 6 as often as desired, using a explained below with reference to Figure 7 relationship as a guideline, changed.
  • Thicknesses are readable.
  • the casting speed in the unit [m / min] is plotted on the ordinate a material-specific solidification factor k, which carries the unit [mm / Vmin].
  • the solidification factor k is between 24-27 mm / Vmin, preferably between 25 and 26 mm / Vmin.
  • a solidification factor k of 25.5 mm / Vmin is shown as a horizontal line, which intersects three lines 21, 22, 23.
  • Line 21 denotes a strand of 80 mm strand thickness
  • line 22 a strand of 55 mm strand thickness
  • line 23 a strand of 70 mm strand thickness. It should be noted that these lines are only valid for strands which are in a strand support device 6 with specific
  • a maximum casting speed of 6.8 m / min can be selected. Although the actual casting speed used to ensure a flawless manufacturing process below, but not above this value, otherwise the bottom tip of the strand in the transport direction 15 through the end 14 of the strand support device 6 and des
  • Receiving shaft 11 would go out and a bursting of the strand would be feared.
  • FIG. 5 shows a diagram with abscissa and ordinate scales corresponding to FIG. 4, but for strands which are in accordance with the invention in a strand support device 6 proposed, in metallurgical terms particularly advantageous strand support length L of 15.25 m to be poured.
  • Casting characteristics are chosen purely by way of example and should not be understood as limiting. In principle, there is no fixed speed value for each strand thickness, but always a corresponding velocity range under which the casting process can be reasonably conducted. Likewise, the strand support length L is not limited to a certain value such as e.g. 15.25 m according to Figure 4, but the calculations and considerations of the inventors have shown that
  • Strand support lengths L in the range between 12 and 16.5 m already allow significant advantages over known systems.
  • a purely in FIG. 6 drawn by way of example horizontal cutting line corresponds to a maximum casting speed of 6.25 m / min.
  • a section of this horizontal line of intersection with line 30 results in an intersection 30 ', which results in vertical projection on the abscissa that at casting speeds of 6.25 m / min, a strand support length L of about 15.3 m would be optimal to the sump tip of Stranges close to the end 14 of the strand guide device to hold.
  • Strand support length L of 15.3 m maximum casting speeds of 6.25 m / min are feasible.
  • Figure 7 illustrates the relationship of the strand thickness d with the casting speed v c , wherein a setting of
  • Speed factors K can be determined.
  • the following information refers to a stationary continuous operation of the plant, as used herein operating phases with a duration> 10 minutes during which the casting speed v c (as opposed to, for example, a gating phase) remains substantially constant.
  • Strand support length L in particular depending on the C content of the cast steels or on their cooling characteristics.
  • Fast-setting steel grades allow the system to operate at relatively high casting speeds v c , while lower casting speeds v c are to be selected for slower-setting steel grades in order to prevent bulging and bursting of the strand in the area of the swamp tip.
  • the following tables refer to strands cast steel grades that are "hard” to cool, ie quickly solidify and the
  • a strand support length-specific corridor range is determined by one of the following tables
  • the choice of the speed factor K is dependent on the Strandstützin L and the steel grade, in particular the carbon content of the cast steels whose solidification or conversion characteristics, the strength or
  • a coolant preferably in the region of the strand guiding device 6 (between the lower end of the mold 2 and the end 14 of the strand guiding device 6 facing the rough rolling line 4), is preferably used Water, upset.
  • An injection device comprising any number of spray nozzles arranged in any desired configuration (e.g., behind and / or beside and / or between the guide elements 9, 10)
  • Spraying device and the strand guiding device 6 Under selected example, essentially the same
  • Design and boundary conditions of the sprayer and the strand guide device 6 could be applied for realizing a hard cooling 3 to 4 liters, to realize a medium-hard cooling 2 to 3 liters and to realize a soft cooling 1 to 2 liters of coolant per kg of extruded steel.
  • the speed factor K at a preferably minimum strand support length Lmi n of 13 m in a corridor range from 30,000 to 35,200, preferably in a corridor range from 32500 to 35200, during the Speed factor K at a preferably maximum strand support length L max of 16.5 m in a corridor range of 38000 to 44650, preferably in a corridor range from 41000 to 44650.
  • Fig. 7 is a diagram showing the above
  • Velocity factors K corresponding characteristic curves 32- 37. On the abscissa of the diagram is the (at the end of the
  • Pre-rolling line 4 strand thickness d in the unit [mm], on the ordinate the casting speed in the unit [m / min].
  • Strand support lengths L 16.5 m the characteristic 35. The uppermost, for a specific strand support length L
  • characteristic 32 corresponds to one
  • Strand support length L applicable characteristics (for
  • the grades 36 and 37 corresponding steel grades are not so "hard” due to their slower solidification, that is, not as fast to cool as one of the characteristic 35th
  • the grades 33 and 34 corresponding steel grades are not as cool as a corresponding characteristic 32 steel grade.
  • the cooling rate significantly determines the position of the sump tip within the strand 3.
  • Casting speed ranges are to be avoided in order to avoid
  • the characteristics 32-37 represent limit casting speed curves for
  • the strand thickness d must be correspondingly reduced in order to reduce the risk of buckling of the casting
  • these may be, for example, irregularities in the area of the slide or mold, in particular at the bath level of the mold or deviations in the line temperature from predetermined values, detected by sensors.
  • a change in the strand thickness d can be effected by a previously described dynamic LCR thickness reduction by means of the LCR guide segment 16 '.
  • Casting speed v c starting from a desired strand thickness d a corresponding target casting speed v c can be selected or it can be based on a
  • the strand thickness d can be increased as the casting speed v c decreases, thereby increasing the material throughput and thus

Landscapes

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Abstract

Ein erfindungsgemässes Verfahren zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband, welches ausgehend von einem durch eine Strangführungsvorrichtung (6) geführten Strang (3) in einer vorzugsweise mindestens viergerüstigen Vorwalzstrasse (4) gewalzt wird, umfasst folgende Verfahrensschritte: Giessen eines Stranges (3) in einer Kokille (2), wobei der Strang (3) im Liquid-Core-Reduction-Verfahren mittels der anschliessenden Strangführungsvorrichtung auf eine Strangdicke zwischen 60 und 95 mm, vorzugsweise auf eine Strangdicke zwischen 70 und 85 mm reduziert wird, wobei eine zwischen dem Meniskus, d.i. der Badspiegel der Kokille und einem der Vorwalzstrasse (4) zugewandten Ende der Strangführungsvorrichtung (6) gemessene Strangstützlänge (L) zwischen 12 m und 15,5 m ist, und wobei eine Giessgeschwindigkeit (vc) in einem Bereich von 3,8-7 m/min liegt. Durch eine Kombination der erfindungsgemässen Giessparameter wird gewährleistet, dass die Sumpfspitze des Stranges unabhängig von jeweiligen materialgüteabhängigen Maximalgiessgeschwindigkeiten immer bis nahe an das Ende der Strangführungsvorrichtung (6) heranreicht.

Description

Beschreibung
Verfahren und Anlage zur energieeffizienten Erzeugung von Stahlwarmband
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband, welches ausgehend von einem durch eine
Strangführungsvorrichtung geführten Strang in einer
Vorwalzstraße zu einem Zwischenband und in weiterer Folge in einer Fertigwalzstraße zu einem Endband gewalzt wird, gemäß Anspruch 1 sowie eine dazu korrespondierende Anlage zur
Durchführung dieses Verfahrens gemäß Anspruch 19.
Man spricht von kontinuierlicher Herstellung oder
„Endloswalzen", wenn eine Gießanlage so mit einer Walzanlage verbunden ist, dass der in einer Kokille der gegossene Strang direkt - ohne Abtrennung vom gerade gegossenen Strangteil und ohne Zwischenlagerung - in eine Walzanlage geführt und dort auf eine jeweils gewünschte Enddicke gewalzt wird. Der Beginn des Stranges kann also schon zu einem Stahlband auf die
Enddicke fertig gewalzt sein, während die Gießanlage
weiterhin an dem gleichen Strang gießt, also gar kein Ende des Stranges existiert. Man spricht auch von direkt
gekoppeltem Betrieb oder Endlos-Betrieb der Gieß- und
Walzanlage .
Bei der semikontinuierlichen Herstellung bzw. „Semi- Endloswalzen" werden die gegossenen Stränge nach dem Gießen geteilt und die abgeteilten Stränge bzw. Brammen ohne
Zwischenlagerung und Abkühlung auf Umgebungstemperatur der Walzanlage zugeführt. Der aus der Kokille der Gießanlage austretende Strang
durchläuft zunächst eine unmittelbar an die Kokille
anschließende Strangführungsvorrichtung. Die auch als
„Strangführungskorsett" bezeichnete Strangführungsvorrichtung umfasst mehrere (üblicherweise drei bis sechs)
Führungssegmente, wobei jedes Führungssegment ein oder mehrere (üblicherweise drei bis zehn) Paare an vorzugsweise als Strangstützrollen ausgeführten Führungselementen umfasst. Die Stützrollen sind um eine orthogonal zur Transportrichtung des Stranges verlaufende Achse drehbar.
Anstelle von Strangstützrollen können einzelne
Führungselemente auch als statische, z.B. kufenförmige
Bauteile ausgeführt sein.
Unabhängig von der konkreten Ausführung der Führungselemente sind diese beiderseits der Strangbreitseiten angeordnet, sodass der Strang durch obere und untere Führungselemente- Serien geführt und zu einer Vorwalzstraße befördert wird.
Genau gesehen wird der Strang nicht nur durch die
Strangführungsvorrichtung gestützt, sondern auch schon durch einen unteren Endbereich der Kokille, weshalb man die Kokille auch als Teil der Strangführungsvorrichtung ansehen könnte.
Die Strangerstarrung beginnt am oberen Ende der
(Durchlauf- ) Kokille am Badspiegel, am sogenannten „Meniskus", wobei die Kokille typischerweise ca. Im lang ist (0,3 - 1 , 5m) .
Der Strang tritt vertikal nach unten aus der Kokille aus und wird in die Horizontale umgelenkt. Die
Strangführungsvorrichtung weist daher einen im Wesentlichen über einen Winkelbereich von 90° gekrümmten Verlauf auf. Der aus der Strangführungsvorrichtung austretende Strang wird in der Vorwalzstraße (HRM, High-Reduction Mill)
dickenreduziert, das dabei entstehende Zwischenband wird mittels einer Heizeinrichtung erwärmt und in einer
Fertigwalzstraße fertig gewalzt. In der Fertigwalzstraße wird warm gewalzt, das heißt, dass das Walzgut beim Walzen eine Temperatur oberhalb seiner Rekristallisationstemperatur aufweist. Bei Stahl ist dies der Bereich oberhalb von etwa 750°C, üblicherweise wird bei Temperaturen bis zu 1200°C warm gewalzt.
Beim Warmwalzen von Stahl befindet sich das Metall meist im austenitischen Zustand, wo die Eisenatome kubisch
flächenzentriert angeordnet sind. Man spricht dann von Walzen im austenitischen Zustand, wenn sowohl die Anfangs- als auch die Endwalztemperatur im Austenitgebiet des jeweiligen Stahls liegen. Das Austenitgebiet eines Stahls ist abhängig von der Stahlzusammensetzung, liegt aber in der Regel über 800°C.
Maßgebliche Parameter beim Herstellungsprozess von
Stahlwarmband aus Gieß-Walz-Verbundanlagen sind die
Gießgeschwindigkeit, mit der der Strang die Kokille verlässt (und die Strangführungsvorrichtung durchläuft) sowie der Massedurchsatz bzw. Volumenstrom, welcher als Produkt der Gießgeschwindigkeit mit der Dicke des Stranges angegeben wird und üblicherweise die Einheit [mm*m/min] trägt. Die produzierten Stahlbänder werden unter anderem für
Kraftfahrzeuge, Haushaltsgeräte und das Bauwesen
weiterverarbeitet .
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist das kontinuierliche und
semikontinuierliche Herstellen von Stahlwarmbändern bereits bekannt. Aufgrund der Kopplung von Gießanlage und Walzanlage stellt die Beherrschung sämtlicher Anlagenparameter eine hohe prozesstechnische Anforderung dar. Modifikationen beim Gieß- und Walzprozess, insbesondere durch Änderung der
Gießgeschwindigkeit in Kombination mit der Strangdicke sowie eines Werkstoffspezifischen und über eine Abkühlung
aussteuerbaren Erstarrungskoeffizienten haben eine
beträchtliche Auswirkung auf die Fertigungsgüte und
Energieeffizienz der Anlage.
Gattungsgemäße Verfahren bzw. Anlagen sind z.B. aus EP 0 415 987 Bl, EP 1 469 954 Bl und DE 10 2007 058 709 AI und WO 2007/086088 AI bekannt.
Bedeutende Fortschritte in der Warmwalztechnik wurden
insbesondere von der Acciaieria Arvedi S.p.A. erzielt, welche ein auf der ISP-Technologie (In-line Strip Production) basierendes Dünnbrammen-Endlosverfahren unter dem Namen
Arvedi ESP (Endless Strip Production) entwickelt hat.
Mittels dieser Technologie kann ein Stahlband von weniger als 0, 8 mm Stärke ohne Wicklungsprobleme hergestellt werden, wobei über die gesamte Breite und Länge des Stahlbands einheitliche und wiederholbare mechanische Eigenschaften gewährleistbar sind.
Bei diesem ESP-Verfahren werden der Guss- und der Walzvorgang in besonders vorteilhafter Weise miteinander verbunden, sodass ein nachfolgendes Kaltwalzen für viele
Stahlwarmbandgüten nicht mehr erforderlich ist. Bei solchen Stahlwarmbandgüten, bei welchen ein nachfolgendes Kaltwalzen weiterhin erforderlich ist, kann die Anzahl der Walzgerüste gegenüber konventionellen Walzwerken reduziert werden.
Eine z.B. in der Rolling & Processing Conference '08
(September) veröffentlichte und in Cremona, Italien
installierte ESP-Anlage zur Stahlwarmbanderzeugung der Fa. Arvedi umfasst eine an eine Stranggießanlage anschließende Vorwalzstraße mit drei Vorwalzgerüsten, zwei Band- Abtrennvorrichtungen, einen Induktionsofen zur
Zwischenerwärmung des vorgewalzten Zwischenbandes, gefolgt von einer Fertigwalzstraße mit fünf Fertigwalzgerüsten. Das aus der Vorwalzstraße austretende Endband wird in einer
Kühlstrecke gekühlt und mittels dreier Unterflurhaspeln zu Bandrollen mit einem Gewicht von bis zu 32 Tonnen
aufgewickelt. Den Unterflurhaspeln ist eine
Abtrennvorrichtung in Form einer Schnellschere vorgelagert. Abhängig von den Stahlsorten und der Stärke des gewalzten Stahlbands liegt die Produktionskapazität dieser
einsträngigen Produktionslinie bei etwa 2 Millionen Tonnen pro Jahr. Diese Anlage ist etwa auch in folgenden
Veröffentlichungen beschrieben: Hohenbichler et al : „Arvedi ESP - technology and plant design", Millenium Steel 2010, 1. März 2010, Seiten 82-88, London, und Siegl et al : „Arvedi ESP - First Tin Slab Endless Casting and Rolling Results", 5th European Rolling Conference, London, 23. Juni 2009.
Eine derartige Anlage ermöglicht im kontinuierlichen Betrieb die Herstellung von Warmbändern mit einer Enddicke zwischen 0, 8 und 4 mm. Bei Endbanddicken zwischen 4 und 12 mm können Stahlbandbunde im semikontinuierlichen Betrieb erzeugt werden, jedoch wird gemäß Berechnungen der Erfinder für kohlenstoffarme Stähle im kontinuierlichen Betrieb ein breitenspezifischer Mindestdurchsatz von ca. 450 mm*m/min benötigt, um in der Fertigwalzstraße alle fünf
Fertigwalzgerüste einsetzen zu können.
Unterhalb dieses Mindestdurchsatzes können nur vier
Fertigwalzgerüste eingesetzt werden, wobei für Stahlgüten, die aufgrund spezifisch geforderter Materialeigenschaften langsamer gegossen werden müssen, kaum ein Volumenstrom von 400 mm*m/min erreicht wird. Bei prozesstechnisch geforderter stärkerer Kühlung des Stahlwarmbandes (Zwischenbandes) ist selbst bei Volumenströmen im Bereich von 400-450 mm*m/min ein Einsatz von vier Fertigwalzgerüsten in Frage gestellt bzw. ein Einsatz von lediglich drei Fertigwalzgerüsten angezeigt.
Als nachteilig erweist sich insbesondere eine zu große
Strangstützlänge von 17 m, das ist jener genauer als
„metallurgische Länge" bezeichneter Abstand zwischen dem Ausgussbereich der Kokille, genau gesagt zwischen dem als „Meniskus" bezeichneten Badspiegel des flüssigen Stahls und dem der Vorwalzstraße zugewandten Ende der
Strangführungsvorrichtung .
Wie bereits eingangs beschrieben, bildet die
Strangführungsvorrichtung zwischen den Führungselementen bzw. den Strangstützrollen einen zum Teil gekrümmten
Aufnahmeschacht zur Aufnahme des frisch gegossenen (noch einen flüssigen Kern aufweisenden) Stranges aus.
Als Ende der Strangführungsvorrichtung wird somit im
vorliegenden Zusammenhang die zur Strangkontaktierung
vorgesehene führungsaktive Fläche bzw. Mantellinie des letzten der Vorwalzstraße zugewandten Führungselementes bzw. der letzten Stützrolle der oberen Führungselemente-Serie verstanden .
Eine Strangstützlänge von 17 m hat zur Folge, dass der
Querschnittskern des Stranges noch vor dem Austreten des Stranges, und zwar bereits mehrere Meter vor dem Ende der Strangführungsvorrichtung, komplett durcherstarrt ist. Der aus dem ISP-Verfahren bekannte verarbeitungstechnische
Vorteil eines heißen Stahlbandkerns ist somit nicht bzw. nur mehr in unzureichendem Maße gegeben. Das Walzen eines
komplett durcherstarrten bzw. kühleren Gießstranges erfordert einen wesentlich höheren Energieaufwand als das Walzen eines Gießstranges mit sehr heißem Querschnittskern.
Mit zunehmender Entfernung vom Meniskus kühlt der in der Strangführungsvorrichtung geführte Strang bzw. das in seiner Ausgangsform befindliche Stahlband immer mehr ab. Jener innere Bereich des Stranges, welcher noch flüssig bzw. von teigig-sumpfiger Konsistenz ist, wird im Folgenden als
Flüssigsumpf bezeichnet. Eine kokillenfernere „Sumpfspitze" des Flüssigsumpfes ist als jener zentrische
Querschnittsbereich des Stranges definiert, in welchem die Temperatur gerade noch im Wesentlichen der Stahl- Solidustemperatur entspricht und anschließend unter diese abfällt. Die Temperatur der Sumpfspitze entspricht daher der Solidustemperatur der jeweiligen Stahlsorte (typischerweise zwischen 1300 °C und 1535°C.
Für Volumenströme unterhalb von 380-400 mm*m/min fand bisher im ISP- oder ESP-Verfahren lediglich eine diskontinuierliche Herstellung („batch-Betrieb") statt.
Aus dem Stand der Technik bekannte CSP (Compact Strip
Production) Verfahren arbeiten bei Strangdicken von 45-65 mm ebenfalls mit Volumenströmen unterhalb von ca. 400 mm*m/min unter Einsatz eines Rollenherdofens mit einer Länge von 250 m und mehr, wobei ausschließlich eine diskontinuierliche Herstellung („batch-Betrieb") oder eine semikontinuierliche Herstellung stattfindet. Bei letzterer
werden 3-6 abgetrennte (nicht mehr mit der Gießanlage bzw. Kokille verbundene) Stränge bzw. Brammen endlos verwalzt.
In der EP 0 889 762 Bl wird zum endlosen Gießen und Walzen von Warmband ein Volumenstrom > 0,487 mm2/min (umgerechnet auf die eingangs erwähnte gebräuchliche Einheit: >487 mm*m/min) vorgeschlagen. Ein Gießen mit solch hohem Volumenstrom bei verhältnismäßig geringer Strangdicke erweist sich jedoch für viele Stahlsorten als zu schnell, um eine hinreichende Fertigungsqualität gewährleisten zu können.
Darstellung der Erfindung
Im Zuge zunehmenden Kosten- und Fertigungsdruckes wird eine weitere Optimierung der Fertigung von Stahlwarmband
angestrebt .
Insbesondere soll die Energieeffizienz gattungsgemäßer
Anlagen zur Herstellung von Stahlwarmband deutlich gesteigert und dadurch eine wirtschaftlichere Fertigung ermöglicht werden .
Um die Gießhitze während des Fertigungsprozesses von
Warmbandstahl optimal auszunutzen, soll es gewährleistet sein, dass die Sumpfspitze, d.i. der gerade noch teigig¬ flüssige Querschnittskern des in der
Strangführungsvorrichtung transportierten Stranges, sich stets möglichst nahe am Ende der Strangführungsvorrichtung und somit möglichst nahe am Eintritt in die Vorwalzstraße befindet .
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für eine Vielzahl an Stahlgüten, Kühlparametern und Strangdicken diejenigen Gieß- und Anlagenparameter ausfindig zu machen, unter welchen die Sumpfspitze des Stranges möglichst weit fernab der Kokille, d.h. möglichst nahe am Ende der
Strangführungsvorrichtung gehalten werden kann.
Bei dieser Aufgabe ist zu berücksichtigen, dass sich in
Abhängigkeit eines materialspezifischen Erstarrungsfaktors und einer jeweils eingestellten Strangdicke die
Gießgeschwindigkeit bzw. der die Strangführungsvorrichtung passierende Volumenstrom auch nicht zu groß sein dürfen, da in solchem Falle ein Hinausverlagern der Sumpfspitze über die Strangführungsvorrichtung hinaus und somit ein Ausbauchen und Aufplatzen des Stranges stattfinden könnte.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.
Ein Verfahren zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband, welches ausgehend von einem durch eine Strangführungsvorrichtung geführten Stranges in einer Vorwalzstraße zu einem Zwischenband und in weiterer Folge in einer Fertigwalzstraße zu einem Endband gewalzt wird, umfasst erfindungsgemäß folgende Verfahrensschritte:
- Gießen eines Stranges in einer Kokille einer
Gießanlage, wobei der aus der Kokille austretende und in die Strangführungsvorrichtung eintretende Strang eine Strangdicke zwischen 95 und 110 mm, vorzugsweise eine Strangdicke zwischen 102 und 108 mm, aufweist und wobei der Strang im Liquid-Core-Reduction (LCR-) Verfahren mittels der anschließenden
Strangführungsvorrichtung bei flüssigem
Querschnittskern des Stranges auf eine Strangdicke zwischen 60 und 95 mm, vorzugsweise auf eine
Strangdicke zwischen 70 und 85 mm reduziert wird,
- wobei eine zwischen dem Meniskus, d.i. der Badspiegel der Gießanlage, und einem der Vorwalzstraße
zugewandten Ende der Strangführungsvorrichtung gemessene Strangstützlänge zwischen 13 m und 15,5 m, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 13 und 15 m, bevorzugt zwischen 14,2 m und 15 m ist,
- und wobei eine Gießgeschwindigkeit des Stranges
(welche im Wesentlichen auch der Geschwindigkeit des Stranges bei Durchlaufen der
Strangführungsvorrichtung entspricht) in einem Bereich von 3,8 - 7 m/min liegt.
Durch eine Kombination dieser Gießparameter wird
gewährleistet, dass die Sumpfspitze des Stranges unabhängig von jeweiligen materialgüteabhängigen
Maximalgießgeschwindigkeiten immer bis nahe an das Ende der Strangführungsvorrichtung heranreicht .
Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der Strang während seiner Dickenreduzierung zumindest in der ersten der
Strangführungsvorrichtung nachgelagerten Walzstraße einen ausreichend heißen Querschnittskern aufweist, um mit relativ geringem Energieaufwand und unter Gewährleistung hoher
Fertigungsqualität gewalzt zu werden.
Der Energieaufwand beim Walzen von Stahlwarmband wird somit wesentlich verringert und die Effizienz gattungsgemäßer
Anlagen gesteigert.
Um das erfindungsgemäße Verfahren weiter zu optimieren, wurden durch Berechnungen und Versuchsanordnungen spezielle Verfahrensparameter ermittelt, welche hinsichtlich
Fertigungsqualität und Energieeffizienz einen beutenden
Fortschritt in der Herstellung von Stahlwarmband ermöglichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass in der Vorwalzstraße ein Vorwalzen des Stranges zu einem Zwischenband in mindestens vier
Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier Vorwalzgerüsten, vorzugsweise in fünf Walzstichen, d.h. unter Einsatz von fünf Vorwalzgerüsten erfolgt. Während bei Verfahren gemäß dem Stand der Technik meist ein Vorwalzen des Stranges in drei Walzstichen erfolgt, kann durch eine erfindungsgemäße
Vornahme von vier oder fünf Walzstichen die Energieeffizienz des Gieß-/Walzverfahrens weiter gesteigert werden. Indem vier oder fünf Walzstiche in möglichst rascher Abfolge
durchgeführt werden, wird die noch im Strang befindliche Gießhitze optimal ausgenutzt. Des Weiteren wird bei Vornahme von vier oder fünf Walzstichen, beinahe unabhängig von der Ausgangsdicke des Gießstranges, ein sehr enger Dickenbereich des Zwischenbandes (zwischen 3 und 15 mm, bevorzugt zwischen 4 und 10 mm) erzielt, sodass eine der Vorwalzstraße
nachgeordnete Heizeinrichtung, z.B. ein induktiver
Querfelderwärmungsofen, exakt auf einen spezifischen
Dickenbereich des Zwischenbandes ausgelegt werden kann.
Energieverluste durch eine zu große Dimensionierung der
Aufnahme der Heizeinrichtung können somit vermieden werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die in der Vorwalzstraße erfolgenden vier oder fünf Walzstiche innerhalb von längstens 80 Sekunden, vorzugsweise innerhalb längstens 50 Sekunden erfolgen .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste Walzstich in der Vorwalzstraße innerhalb von längstens 5,7 Minuten,
vorzugsweise innerhalb von längstens 5,3 Minuten ab
Erstarrungsbeginn des in der Gießanlage befindlichen
flüssigen Stranges erfolgt. Idealerweise erfolgt der erste Walzstich in der Vorwalzstraße innerhalb von längstens 4,8 Minuten, dies auch bei Gießgeschwindigkeiten im Bereich von 4 m/min .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass zwischen dem Ende der
Strangführungsvorrichtung und einem Einlaufbereich der
Vorwalzstraße lediglich eine durch die Umgebungsbedingungen in Form natürlicher Konvektion und Abstrahlung bedingte Abkühlung des Stranges zugelassen wird, d.h. keine
artifizielle Kühlung des Stranges mittels einer
Kühlvorrichtung erfolgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass in der Vorwalzstraße pro Walzstich eine Reduktion der Dicke des Stranges um 35-60 %, vorzugsweise um 40-55 % erfolgt. Bei einer Vorsehung von genau vier Walzgerüsten ergibt sich somit, dass ein
Zwischenband mit einer Dicke von etwa 3 bis 15 mm,
vorzugsweise mit einer Dicke von 4 bis 10 mm aus der
Vorwalzstraße 4 ausläuft. Im Vergleich dazu wird das
Zwischenband bei einer eingangs beschriebenen ESP-Anlage gemäß dem Stand der Technik auf eine Dicke zwischen 10 und 2 mm gewalzt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Temperaturverlustrate des aus der Vorwalzstraße austretenden Zwischenbandes unterhalb von maximal 3 K/m, vorzugsweise unterhalb von maximal 2,5 K/m liegt. Denkbar wäre auch die Realisierung einer Temperaturverlustrate < 2 K/m.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Erwärmung des aus der Vorwalzstraße ausgetretenen Zwischenbandes mittels einer induktiven Heizeinrichtung, vorzugsweise im
Querfelderwärmungsverfahren, beginnend bei einer Temperatur oberhalb von 725°C, vorzugsweise oberhalb von 850°C auf eine Temperatur von mindestens 1100°C, vorzugsweise auf eine Temperatur oberhalb von 1180°C erfolgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Erwärmung des
Zwischenbandes innerhalb einer Zeitspanne von 4 bis 30 Sekunden, vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von 5 bis 15 Sekunden erfolgt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass bei Vornahme von genau vier Walzstichen in der Vorwalzstraße vorgesehen ist, dass der Zeitverlauf zwischen dem ersten Walzstich und dem Einlauf in die Heizeinrichtung bei Zwischenbanddicken von 5-10 mm nicht länger als 110 Sekunden, vorzugsweise nicht länger als 70 Sekunden beträgt.
Bei Einhaltung dieser Parameter ergibt sich eine sehr
kompakte Anlage, bei welcher der Abstand der Heizeinrichtung zur Gießanlage bzw. zur Vorwalzstraße sehr gering gehalten ist, was einen thermischen Effizienzvorteil ermöglicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Fertigwalzen des erwärmten Zwischenbandes in der Fertigwalzstraße in vier Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier Fertigwalzgerüsten oder in fünf Walzstichen, d.h. unter Einsatz von fünf
Fertigwalzgerüsten zu einem Endband mit einer Dicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm erfolgt. Mittels eines
erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch ein Walzen auf
Enddicken von < 1 mm möglich.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die innerhalb der
Fertigwalzstraße durch die fünf oder vier Fertigwalzgerüste durchgeführten Walzstiche innerhalb einer Zeitspanne von maximal 12 Sekunden, vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von maximal 8 Sekunden erfolgen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung sind zur Liquid Core Reduction (LCR-)
Dickenreduzierung des Stranges zu dessen Kontaktierung vorbestimmte Führungselemente der Strangführungsvorrichtung relativ zu einer Längsachse des Stranges ( quer- ) verstellbar, wobei eine Verstellung der Führungselemente in Abhängigkeit des Materials des Stranges und/oder der Gießgeschwindigkeit vorgenommen wird, um die Strangdicke um bis zu 30 mm zu vermindern .
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es hierbei vorgesehen, dass die Strangdicke quasi-statisch, d.h. kurz nach Gießbeginn bzw. dem Angießen einer Gießsequenz, sobald der als „Strangkopf" bezeichnete, warme vordere
Strangendbereich die zur Dickenreduzierung vorgesehenen
Führungselemente passiert hat, einmalig eingestellt wird.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante kann es aber auch vorgesehen sein, dass die Strangdicke dynamisch einstellbar, d.h. während des Gießprozesses bzw. während des Durchgangs des Stranges durch die Strangführungsvorrichtung beliebig variierbar ist. Die dynamische Einstellung wird dann bevorzugt von der Betriebsmannschaft in Abhängigkeit der Stahlgüte und der aktuellen Gießgeschwindigkeit eingestellt, sofern sich diese nur fallweise ändert. Die LCR
Dickenreduzierung beträgt zwischen 0 und 30 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 20 mm.
In einer bevorzugten Aus führungs form der dynamischen
Anwendung von LCR kann diese Funktion auch von einer
automatisierten Einrichtung übernommen werden, insbesondere dann, wenn sehr häufige Dicken- oder
Geschwindigkeitsänderungen üblich oder erforderlich wären.
Der Zusammenhang der Einstellung der Strangdicke in
Zusammenhang mit der Gießgeschwindigkeit erfolgt mittels erfindungsgemäß vorgeschlagener Geschwindigkeitsfaktoren deren Auswahl in Abhängigkeit der Strangstützlänge und der Güte des Strangstahls erfolgt.
Für den Geschwindigkeitsfaktor K sind jeweils
Korridorbereiche angegeben, innerhalb welcher ein
gießtechnischer Betrieb effizient und sinnvoll durchführbar ist .
Die Abkühlcharakteristik jeweiliger Stahlgüten hat großen Einfluss auf die Position der Sumpfspitze innerhalb des Stranges. Schnell erstarrende Stahlgüten erlauben einen
Betrieb der Anlage mit relativ hohen Gießgeschwindigkeiten vc, während für langsamer erstarrende Stahlgüten geringere Gießgeschwindigkeiten vc zu wählen sind, um ein Ausbauchen und Aufplatzen des Stranges im Bereich der Sumpfspitz zu verhindern. In Zusammenhang mit der Schnelligkeit der Kühlung des Stranges spricht man von „harter Kühlung" (schnelle
Erstarrung) , „mittelharter Kühlung" und „weicher Kühlung" (eher langsame Erstarrung) .
Zur Kühlung des Stranges wird auf diesen im Bereich der
Strangführungsvorrichtung (zwischen dem Ende der Kokille und dem der Vorwalzstraße zugewandten Ende der
Strangführungsvorrichtung) ein Kühlmittel, vorzugsweise
Wasser, aufgebracht. Das Aufbringen des Kühlmittels auf den Strang erfolgt mittels einer Spritzeinrichtung, welche eine beliebige Anzahl an Spritzdüsen umfassen kann. Für eine harte Kühlung werden 3 bis 4 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl aufgewendet, während für eine für eine
mittelharte Kühlung 2 bis 3,5 Liter Kühlmittel pro kg
Strangstahl und für eine weiche Kühlung < 2,2 Liter
Kühlmittel pro kg Strangstahl aufgewendet werden. Die
angeführten Kühlmittelmengen für harte, mittelharte und weiche Kühlung überschneiden sich, da die Realisierung einer harten, mittelharten oder weichen Kühlung in der Praxis nicht nur von der Kühlmittelmenge, sondern auch von der
konstruktiven Ausführung der Spritzeinrichtung, insbesondere der Düsenaufbauart (es existieren Reinwasserdüsen und
Luft/Wasser-Düsen, sogenannte „2-Phasen-Düsen" ) . Weitere Einflussfaktoren für die Schnelligkeit der Strangkühlung sind die Bauart der Führungselemente bzw. Strangstützrollen der Strangführungsvorrichtung (innen- oder mantelgekühlte
Strangstützrollen) , die Anordnung der Stützrollen,
insbesondere das Verhältnis des Stützrollendurchmessers zum Abstand benachbarter Stützrollen, der Spritzcharakter der Düsen sowie die Kühlmittel- bzw. Wassertemperatur.
Innerhalb der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Korridorbereiche erfolgt die Wahl eines konkreten
Geschwindigkeitsfaktors K insbesondere in Abhängigkeit der Stahlgüte bzw. der Abkühlcharakteristik des Stranges. Für schnell zu kühlende Stahlgüten kann ein im oberen Bereich eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Korridorbereichs liegender Geschwindigkeitsfaktor K herangezogen werden, während für langsamer zu kühlende Stahlgüten ein im mittleren oder unteren Bereich eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Korridorbereichs liegender Geschwindigkeitsfaktor K
herangezogen wird.
So ist es gemäß einer verfahrenstechnischen Optimierung vorgesehen, dass für mittels einer Spritzeinrichtung im
Bereich der Strangführungsvorrichtung hart zu kühlende
Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von 3 bis 4 Liter
Kühlmittel pro kg Strangstahl, in einem stationärkontinuierlichen Betrieb der Anlage der Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke d mit der in [m/min] gemessenen Gießgeschwindigkeit vc nach der Formel vc = K / d2
eingehalten wird, wobei ein in der Formel enthaltener Geschwindigkeitsfaktor K bei einer Strangstützlänge L=13 m in einem Korridorbereich von 30000 bis 35200, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 32500 bis 35200 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor K bei einer Strangstützlänge L=16,5 m in einem Korridorbereich von 38000 bis 44650, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 41000 bis 44650 liegt, wobei zur Ermittlung von ( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten vc oder
( Ziel- ) Strangdicken d für Anlagen mit zwischen den
Strangstützlängen L=13 m und L=16,5 m liegenden
Strangstützlängen eine Interpolation zwischen den vorangehend angeführten Korridorbereichen durchführbar ist.
Unter einem stationär-kontinuierlichen Betrieb der Anlage werden im vorliegenden Zusammenhang Betriebsphasen mit einer Zeitdauer >10 Minuten verstanden, während welcher die
Gießgeschwindigkeit im Wesentlichen konstant ist. Die
Definition des stationär-kontinuierlichen Anlagenbetriebs dient einerseits lediglich zur Abgrenzung gegenüber einer Angießphase, während welcher der flüssige Stahl initial die Strangführungsvorrichtung durchläuft und während welcher die Gießgeschwindigkeit außerordentlichen Parametern unterliegt bzw. andererseits gegenüber auch zwischenzeitlich möglichen Beschleunigungsphasen zur Erhöhung des Durchsatzes und/oder betrieblich erforderlichen Verzögerungsphasen (wenn auf die Flüssigstahlanlieferung gewartet werden muss oder wegen der Strangqualität, Kühlwassermangel, ...) .
Für mittelhart zu kühlende Strangstähle, d.h. unter
Aufbringung von 2 bis 3,5 Liter Kühlmittel pro kg
Strangstahl, wird in einem stationär-kontinuierlichen Betrieb der Anlage der Zusammenhang einer in [mm] gemessenen
Strangdicke d mit der in [m/min] gemessenen
Gießgeschwindigkeit vc nach der Formel vc = K / d2
eingehalten, wobei ein in der Formel enthaltener Geschwindigkeitsfaktor (K) bei einer Strangstützlänge L von 13 m in einem Korridorbereich von 28700 bis 33800,
vorzugsweise in einem Korridorbereich von 31250 bis 33800 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor K bei einer
Strangstützlänge L=16,5 m in einem Korridorbereich von 36450 bis 42950, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 39700 bis 42950 liegt, wobei zur Ermittlung von
( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten vc oder ( Ziel- ) Strangdicken d für Anlagen mit zwischen den Strangstützlängen L=13 m und L=16,5 m liegenden Strangstützlängen L eine Interpolation zwischen den vorangehend angeführten Korridorbereichen durchführbar ist.
Für weich zu kühlende Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von weniger als 2,2 Liter (vorzugsweise 1,0 bis 2,2 Liter) Kühlmittel pro kg Strangstahl, wird in einem stationärkontinuierlichen Betrieb der Anlage der Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke d mit der in [m/min] gemessenen Gießgeschwindigkeit vc nach der Formel vc = K / d2
eingehalten, wobei ein in der Formel enthaltener
Geschwindigkeitsfaktor K bei einer Strangstützlänge L von 13 m in einem Korridorbereich von 26350 bis 32359, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 29350 bis 32359 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor K bei einer Strangstützlänge
L=16,5 m in einem Korridorbereich von 34850 bis 41200, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 38000 bis 41200 liegt, wobei zur Ermittlung von ( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten vc oder ( Ziel- ) Strangdicken d für Anlagen mit zwischen den Strangstützlängen L=13 m und L=16,5 m liegenden
Strangstützlängen L eine Interpolation zwischen den
vorangehend angeführten Korridorbereichen durchführbar ist.
Die detaillierte/verfeinerte Wahl des Geschwindigkeitsfaktors ist neben der Strangstützlänge insbesondere vom Kohlenstoffgehalt der vergossenen Stähle, deren Erstarrungs¬ oder Umwandlungscharakterisitik, deren Festigkeits- bzw.
Duktilitätseigenschaften etc. abhängig.
Eine Betriebsführung gemäß der erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Geschwindigkeitsfaktoren K ermöglicht ein optimales Ausnutzen der im Strang enthaltenen Gießhitze für den nachfolgenden Walzprozess sowie eine Optimierung des Materialdurchsatzes und somit einen Produktivitätsvorteil (bei betriebsbedingter Abnahme der Gießgeschwindigkeit kann die Strangdicke erhöht und dadurch der Materialdurchsatz erhöht werden) .
Anspruch 19 richtet sich auf eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband, umfassend eine Gießanlage mit einer Kokille, eine dieser nachgeordnete Strangführungsvorrichtung, eine dieser nachgeordnete
Vorwalzstraße, eine dieser nachgeordnete, induktive
Heizeinrichtung und eine dieser nachgeordnete
Fertigwalzstraße, wobei die Strangführungsvorrichtung eine untere Serie an Führungselementen und eine dazu parallel oder konvergierend angeordnete obere Serie an Führungselementen aufweist und zwischen den beiden Führungselemente-Serien ein zur Aufnahme des aus der Gießanlage austretenden Stranges vorgesehener Aufnahmeschacht ausgebildet ist, welcher durch Ausbildung unterschiedlicher Abstände gegenüberliegender Führungselemente zueinander in Transportrichtung des Stranges zumindest abschnittsweise verjüngt ist und dadurch der Strang dickenreduzierbar ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die lichte Aufnahmebreite des Aufnahmeschachts an seinem der Kokille zuweisenden Eingangsbereich zwischen 95 und 110 mm, vorzugsweise zwischen 102 und 108 mm beträgt, dass der
Aufnahmeschacht an seinem der Vorwalzstraße zuweisenden Ende eine der Dicke des Stranges entsprechende lichte Aufnahmebreite zwischen 60 und 95 mm, vorzugsweise zwischen 70 und 85 mm aufweist, wobei eine zwischen dem Badspiegel der Gießanlage und dem der Vorwalzstraße zugewandten Ende des Aufnahmeschachts der Strangführungsvorrichtung gemessene Strangstützlänge zwischen 12 m und 15,5 m, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 13 und 15 m, bevorzugt zwischen 14,2 m und 15 m, ist und wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die Gießgeschwindigkeit des Stranges in einem Bereich zwischen 3,8 - 7 m/min haltbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der
erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass die
Vorwalzstraße vier oder fünf Vorwalzgerüste umfasst.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass zwischen dem Ende des Aufnahmeschachts bzw. der Strangführungsvorrichtung und einem Einlaufbereich der Vorwalzstraße keine
Kühlvorrichtung, jedoch eine thermische Abdeckung vorgesehen ist, welche eine zum Transport des Stranges vorgesehene
Fördervorrichtung zumindest abschnittsweise umgibt und somit ein Auskühlen des Stranges verzögert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass mittels in der Vorwalzstraße angeordneter Vorwalzgerüste eine Reduktion der Dicke des Stranges um jeweils 35-60 %, vorzugsweise um jeweils 40-55 % pro Vorwalzgerüst durchführbar ist, sodass ein Zwischenband mit einer Dicke von 3 bis 15 mm,
vorzugsweise mit einer Strangdicke von 4 bis 10 mm erzeugbar ist .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass die Heizeinrichtung als induktiver Querfelderwärmungsofen ausgebildet ist, mittels welchem der Strang, beginnend bei einer Temperatur oberhalb von 725°C, vorzugsweise oberhalb von 850°C auf eine Temperatur von mindestens 1100°C, vorzugsweise auf eine Temperatur oberhalb von 1180°C
aufheizbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass die
Fertigwalzstraße vier oder fünf Fertigwalzgerüste umfasst, mittels welchen ein aus der Vorwalzstraße austretendes Zwischenband zu einem Endband mit einer Dicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm reduzierbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass die
Fertigwalzgerüste jeweils unter Abständen von < 7 m, vorzugsweise unter Abständen von < 5 m zueinander angeordnet sind, wobei die Abstände zwischen den Arbeitswalzachsen der Fertigwalzgerüste gemessen werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass zur
Dickenreduzierung des Stranges bestimmte Führungselemente ( spalt- ) verstellbar sind und dadurch eine lichte
Aufnahmebreite des Aufnahmeschachts verkleiner- oder
vergrößerbar ist, wobei die Strangdicke bzw. die lichte Aufnahmebreite in Abhängigkeit des Materials des Stranges und/oder der Gießgeschwindigkeit einstellbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass die
verstellbaren Führungselemente in einer der der Kokille zugewandten vorderen Hälfte, vorzugsweise in einem der Kokille zugewandten vorderen Viertel der Längserstreckung der StrangführungsVorrichtung angeordnet sind .
Um zumindest während der ersten beiden Walzstiche in der Vorwalzstraße das Vorhandensein eines möglichst heißen
Strangkerns des Stranges zu gewährleisten, ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage vorgesehen, dass eine Arbeitswalzenachse eines zur
Strangführungsvorrichtung nächst benachbarten ersten
Vorwalzgerüstes der Vorwalzstraße maximal 7 m, vorzugsweise maximal 5 m nach dem Ende der Strangführungsvorrichtung angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anlage ist es vorgesehen, dass ein der Vorwalzstraße zugewandtes Einlaufende der Heizeinrichtung maximal 25 m vorzugsweise maximal 19 m nach der
Arbeitswalzenachse des der Heizeinrichtung nächstgelegenen Vorwalzgerüstes angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig.l eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband in Seitenansicht
Fig.2 eine Detaildarstellung einer Strangführungsvorrichtung der Anlage aus Fig.l in vertikaler Schnittansicht
Fig.3 ein Abschnitt der Strangführungsvorrichtung in geschnittener Detailansicht
Fig.4 ein Prozessdiagramm von Herstellungsverfahren gemäß dem Stand der Technik Fig.5 ein Prozessdiagramm eines erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens (Erstarrungsfaktor in
Abhängigkeit von der Gießgeschwindigkeit)
Fig.6 ein Prozessdiagramm eines erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens (Gießgeschwindigkeit in
Abhängigkeit von der Strangstützlänge)
Fig.7 ein Prozessdiagramm eines erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens (Zusammenhang von Ziel-
Gießgeschwindigkeiten und Ziel-Strangdicken)
Ausführung der Erfindung
Fig.l zeigt in schematischer Weise eine Anlage 1, mittels welcher ein erfindungsgemäßes Verfahren zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband durchführbar ist.
Ersichtlich ist eine vertikale Gießanlage mit einer
Kokille 2, in der Stränge 3 gegossen werden, welche eine
Strangdicke d zwischen 95 und 110 mm, vorzugsweise eine
Strangdicke d zwischen 102 und 108 mm am Ende der Kokille 2 aufweisen.
Der Kokille 2 vorgelagert ist eine Pfanne 39, welche über eine keramische Zulaufdüse einen Verteiler 40 mit flüssigem Stahl beschickt. Der Verteiler 40 beschickt in weiterer Folge die die Kokille 2, an welche eine Strangführungsvorrichtung 6 anschließt.
Dann erfolgt die Vorwalzung in einer Vorwalzstrasse 4, die aus einem - wie hier - oder aus mehreren Gerüsten bestehen kann und in der der Strang 3 auf eine Zwischendicke gewalzt wird. Beim Vorwalzen findet die Umwandlung von Gussgefüge in feinkörnigeres Walzgefüge statt. Die Anlage 1 umfasst des Weiteren eine Reihe an Komponenten wie z.B. EntZunderungseinrichtungen 41, 42 und in Fig.l nicht dargestellte Abtrenneinrichtungen, welche im Wesentlichen dem Stand der Technik entsprechen und auf welche daher an dieser Stelle nicht näher eingegangen sei. Die z.B. in Form von Schnellscheren ausgeführten Abtrenneinrichtungen können an beliebiger Position der Anlage 1, insbesondere zwischen der Vorwalzstraße 4 und der Fertigwalzstraße 5 und/oder in einem der Fertigwalzstraße 5 nachgeordneten Bereich angeordnet sein .
Hinter der Vorwalzstrasse 4 ist eine Heizeinrichtung 7 für das Zwischenband 3' angeordnet. Die Heizeinrichtung 7 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Induktionsofen
ausgeführt. Vorzugsweise findet ein Querfelderwärmungs- Induktionsofen Einsatz, was die Anlage 1 besonders
energieeffizient macht.
Alternativ könnte die Heizeinrichtung 7 auch als
konventioneller Ofen, z.B. mit Flammenbeaufschlagung, oder als Mischofen, bestehend aus HC-Brennstoff-befeuerten und induktiven Segmenten ausgeführt sein.
In der Heizeinrichtung 7 wird das Zwischenband 3' relativ gleichmäßig über den Querschnitt auf eine gewünschte
Einlauftemperatur für den Einlauf in die Fertigwalzstraße 5 gebracht, wobei die Einlauftemperatur in der Regel je nach Stahlsorte und nachfolgendem Walzvorgang in der
Fertigwalzstraße 5 zwischen 1000°C und 1200°C liegt.
Hinter der Erwärmung in der Heizeinrichtung 7 erfolgt - nach einer zwischengeschalteten optionalen Entzunderung -die
Fertigwalzung in der mehrgerüstigen Fertigwalzstraße 5 auf eine gewünschte Enddicke und Endwalztemperatur und
anschließend eine Bandkühlung in einer Kühlstrecke 18 sowie letztlich ein Aufwickeln zu Bunden mittels Unterflurhaspeln 19. Unmittelbar vor den Unterflurhaspeln 19 wird das Endband 3' ' zwischen Treibrollen 20 geklemmt, die das Endband' ' auch führen und unter Bandzug halten. Erfindungsgemäß werden folgende Verfahrensschritte
durchgeführt :
Zunächst wird mit einer Gießanlage 2 (in den Figuren 1-3 ist eine Kokille der Gießanlage dargestellt) ein Strang 3
gegossen. Der Strang 3 wird im Liquid-Core-Reduction (LCR-) Verfahren mittels der Strangführungsvorrichtung 6 bei
flüssigem Querschnittskern auf eine Strangdicke d zwischen 60 und 95 mm, vorzugsweise auf eine Strangdicke d zwischen 70 und 85 mm reduziert.
Eine zwischen dem Meniskus 13, d.i. der Badspiegel der
Gießanlage 2 und einem der Vorwalzstraße 4 zugewandten Ende
14 der Strangführungsvorrichtung 6 gemessene Strangstützlänge L ist kleiner oder gleich 16,5 m und größer oder gleich 10 m, nämlich zwischen 12 m und 15,5 m.
Der in Fig.3 im Detail ersichtliche Meniskus 13 befindet sich i.d.R. wenige Zentimeter unterhalb der Oberkante 38 der üblicherweise aus Kupfer gefertigten Kokille 2.
Die Strangstützlänge L wird hierbei zwischen dem Meniskus 13 der Kokille bzw. der Gießanlage 2 und der Achse der letzten, einer Vorwalzstraße 4 zugewandten Stützrolle einer und unten noch näher beschriebenen oberen Führungselemente-Serie 10 gemessen (betrachtet in einer Seitenansicht der Anlage 1 bei zu den Achsen der Rollen paralleler Blickrichtung gemäß
Fig.l) . Bei exakter Messung wird die Strangstützlänge L an einer gegenüber dem Mittelpunkt des Krümmungsradius des
Stranges 3 bzw. der Strangführungsvorrichtung 6 äußeren
Breitseite des Stranges 3 bzw. der Strangführungsvorrichtung 6 (sowie eines Abschnitts des Inneren der Kokille 2)
gemessen. Zur besseren Erkennbarkeit der von Stützrollen 10 tangierten äußeren Breitseite des Stranges 3 bzw. der
Strangstützlänge L ist in Fig.2 eine zur Strangstützlänge L konzentrische Hilfsbemaßungslinie L' eingezeichnet.
Als weiterer erfindungsgemäßer Parameter ist vorgesehen, dass eine während eines stationär-kontinuierlichen Betriebs der Anlage gemessene Gießgeschwindigkeit des Stranges 3 (welche im Wesentlichen auch der Geschwindigkeit des Stranges 3 bei Durchlaufen der Strangführungsvorrichtung 6, also auch der Geschwindigkeit des Stranges 3 am Ende 14 der
Strangführungsvorrichtung 6 entspricht) , in einem Bereich von 3,8 - 7 m/min, vorzugsweise in einem Bereich von 4,2 - 6,6 m/min liegt. Durch eine Kombination dieser Parameter wird gewährleistet, dass eine eingangs definierte Sumpfspitze des Stranges 3 unabhängig von jeweiligen materialgüteabhängigen
Maximalgießgeschwindigkeiten immer bis relativ nahe an das Ende der Strangführungsvorrichtung heranreicht und dadurch der Strang 3 mit relativ geringem Energieaufwand und unter Gewährleistung hoher Fertigungsqualität auf eine gewünschte Zwischendicke vor- und darauffolgend auch fertiggewalzt werden kann.
In der Auslegung der Anlage 1 ist die Strangstützlänge L kleiner oder gleich 15,5 m, vorzugsweise liegt die
Strangstützlänge L in einem Bereich zwischen 13 und 15 m. Die Strangstützlänge L beträgt mindestens 12 m, vorzugsweise mindestens 13 m.
In der Vorwalzstraße 4 erfolgt ein Vorwalzen des Stranges 3 zu einem Zwischenband 3' in mindestens vier Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier Vorwalzgerüsten lr 42, 43i 44, vorzugsweise in fünf Walzstichen, d.h. unter Einsatz von fünf Vorwalzgerüsten 4i, 42, 43, 44, 4s erfolgt.
Die in der Vorwalzstraße 4 erfolgenden vier oder fünf
Walzstiche erfolgen innerhalb von längstens 80 Sekunden, vorzugsweise innerhalb von längstens 50 Sekunden.
Des Weiteren ist es vorgesehen, dass der erste Walzstich in der Vorwalzstraße 4 innerhalb von längstens 5,7 Minuten, vorzugsweise innerhalb von längstens 5,3 Minuten ab
Erstarrungsbeginn des in der Gießanlage 2 befindlichen flüssigen Stranges erfolgt. Idealerweise erfolgt der erste
Walzstich in der Vorwalzstraße 4 innerhalb von längstens 4,8 Minuten, dies auch bei einer niedrigen kontinuierlichen
Gießgeschwindigkeit von 4 m/min.
Zwischen dem Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 und einem Einlaufbereich der Vorwalzstraße 4 wird lediglich eine durch die relativ zur Strangoberfläche sehr niedrige
Umgebungstemperatur bedingte Abkühlung des Stranges 3
zugelassen, d.h. es erfolgt keine artifizielle Kühlung des Stranges 3 mittels einer Kühlvorrichtung. Die Oberfläche des Stranges 3 weist in diesem Bereich im Mittel eine Temperatur > 1050°C, vorzugsweise >1000°C auf. Zwischen dem Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6 und dem ersten Vorwalzgerüst 4i ist eine vorzugsweise klappbare thermische Abdeckung
vorgesehen, um die Wärme möglichst im Strang 3 zu halten. Die thermische Abdeckung umgibt eine zum Transport des Stranges 3 vorgesehene, üblicherweise als Rollenband ausgeführte
Fördervorrichtung zumindest abschnittsweise.
Hierbei kann die thermische Abdeckung die Fördervorrichtung von oben und/oder von unten und/oder seitlich umgeben. In der Vorwalzstraße 4 erfolgt pro Walzstich eine Reduktion der Strangdicke d des Stranges 3 um 35-60 %, vorzugsweise um 40-55 %. Bei einer Vorsehung von genau vier Walzgerüsten ergibt sich somit, dass ein Zwischenband 3' mit einer Dicke von 3 bis 15 mm, vorzugsweise mit einer Dicke von 4 bis 10 mm aus der Vorwalzstraße 4 ausläuft.
Gemäß einer weiteren bevorzugten prozesstechnischen Variante ist es vorgesehen, dass eine Temperaturverlustrate des aus der Vorwalzstraße 4 austretenden Zwischenbandes 3' unterhalb von maximal 3 K/m, vorzugsweise unterhalb von maximal 2,5 K/m liegt. Denkbar wäre auch eine Realisierung von
Temperaturverlustraten < 2 K/m. Eine solche
Temperaturverlustrate erfolgt durch Wärmeabstrahlung und/oder -konvektion vom Zwischenband und ist durch eine entsprechende Wahl der thermischen Randbedingungen (Abdeckungen, Tunnel, Kaltluft, Luftfeuchtigkeit, ...) und Transportgeschwindigkeit bzw. Massenstrom steuerbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Erwärmung des aus der Vorwalzstraße 4 ausgetretenen Zwischenbandes 3' mittels einer induktiven Heizeinrichtung 7, vorzugsweise im
Querfelderwärmungsverfahren, beginnend bei einer Temperatur oberhalb von 725°C, vorzugsweise oberhalb von 850°C,
besonders bevorzugt: oberhalb von 900°C, auf eine Temperatur von mindestens 1100°C, vorzugsweise auf eine Temperatur oberhalb von 1180°C erfolgt.
Die Erwärmung des Zwischenbandes 3' erfolgt innerhalb einer Zeitspanne von 4 bis 30 Sekunden, vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von 5 bis 15 Sekunden.
Bei Vornahme von genau vier Walzstichen in der Vorwalzstraße 4 ist es vorgesehen, dass ein bei Austreten aus der
Strangführungsvorrichtung 6 80 mm dicker Strang 3, welcher in der Vorwalzstraße 4 zu einem Zwischenband 3' mit einer Dicke von 5 mm reduziert wird, nach spätestens 260 Sekunden, vorzugsweise nach spätestens 245 Sekunden ab Austreten aus der Kokille 2 in die induktive Heizeinrichtung 7 eingeführt wird und dass ein bei Austreten aus der
Strangführungsvorrichtung 6 95 mm dicker Strang 3, welcher in der Vorwalzstraße 4 zu einem Zwischenband 3' mit einer Dicke von 5,5 mm reduziert wird, spätestens nach 390 Sekunden, vorzugsweise nach spätestens 335 Sekunden ab Austreten aus der Kokille 2 in die induktive Heizeinrichtung 7 eingeführt wird.
Ein Fertigwalzen des erwärmten Zwischenbandes 3' in der
Fertigwalzstraße 5 erfolgt vorzugsweise in vier Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier Fertigwalzgerüsten 5i, 52, 53, 54 oder in fünf Walzstichen, d.h. unter Einsatz von fünf
Fertigwalzgerüsten 5i, 52, 53, 54, 5s zu einem Endband 3' ' mit einer Enddicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm. Mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch ein Walzen auf
Enddicken von < 1 mm möglich.
Die Fertigwalzgerüste 5i, 52, 53, 54, 5s sind jeweils unter Abständen von < 7 m, vorzugsweise unter Abständen von < 5 m zueinander angeordnet (gemessen zwischen den
Arbeitswalzachsen der Fertigwalzgerüste 5i, 52, 53, 54, 5s) . Hierbei erfolgen die innerhalb der Fertigwalzstraße 5
durchgeführten Walzstiche innerhalb einer Zeitspanne von maximal 12 Sekunden, vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von maximal 8 Sekunden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Endband 3' ' in weiterer Folge auf eine Haspeltemperatur zwischen 500°C und 750°C, vorzugsweise auf 550°C und 650°C gekühlt und zu einem Bund aufgehaspelt. Schließlich erfolgt eine Durchtrennung des Endbandes 3' oder des Zwischenbandes 3' oder des Stranges 3 in einer quer zu deren Transportrichtung 15 verlaufenden Richtung und ein Fertighaspeln des walzstraßenseitig losen Endbandes 3' . Alternativ zum Aufhaspeln wäre auch eine
Umlenkung und Stapelung des Endbandes 3'' möglich.
Wie in Fig.2 ersichtlich, umfasst die
Strangführungsvorrichtung 6 mehrere zum Durchlauf des
Stranges 3 vorbestimmte Führungssegmente 16 gemäß Fig.3, welche jeweils von einer (in Fig.3 nicht dargestellten) unteren Serie an Führungselementen 9 und einer dazu parallel oder konvergierend angeordneten oberen Serie an
Führungselementen 10 konstituiert werden.
Jedes Führungselement der unteren Führungselemente-Serie 9 ist einem gegenüberliegenden Führungselement der oberen
Führungselemente-Serie 10 zugeordnet. Die Führungselemente sind somit beiderseits der Breitseiten des Stranges 3 paarweise angeordnet.
Zwischen den beiden Führungselemente-Serien 9, 10 ist ein zur Aufnahme eines aus der Kokille 2 austretenden Stranges 3 vorgesehener Aufnahmeschacht 11 ausgebildet, welcher durch Ausbildung unterschiedlicher Abstände gegenüberliegender Führungselemente 9, 10 zueinander in Transportrichtung des Stranges 3 zumindest abschnittsweise verjüngt ist und dadurch der Strang 3 dickenreduzierbar ist. Die Führungselemente 9, 10 sind als drehbar gelagerte Stützrollen ausgeführt.
Die oberen und unteren Führungselemente- bzw. Stützrollen- Serien 9, 10 können jeweils wiederum in (Sub-) Serien
spezifischer Stützrollen mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder Achsabständen gegliedert sein.
Die Führungselemente der oberen Führungselemente-Serie 10 sind selektiv tiefenverstellbar bzw. können an die
Führungselemente der unteren Führungselemente-Serie 9 angenähert werden. Eine Verstellung der Führungselemente der oberen Führungselemente-Serie 10 und somit eine Veränderung des lichten Aufnahmequerschnitts 12 der
Strangführungsvorrichtung 6 kann z.B. mittels eines
hydraulischen Antriebs erfolgen. Eine der gewünschten
Strangdicke d entsprechende und zwischen einander
gegenüberliegenden oberen und unteren Führungselementen gemessene lichte Aufnahmebreite 12 des Aufnahmeschachts 11 der Strangführungsvorrichtung 6 könnte z.B. von 100 mm auf einen Bereich zwischen 70 und 90 mm verkleinert werden.
Da ein in einem schmäleren Aufnahmeschacht 11 geführter
Strang 3 schneller erstarrt und auskühlt, müsste die
Gießgeschwindigkeit sowie äquivalent dazu der die Walzstraßen 4, 5 durchlaufende Volumenstrom erhöht werden, wenn man die Sumpfspitze des Stranges weiterhin möglichst nahe an das Ende der Strangführungsvorrichtung 6 heranführen möchte.
Zur Dickenreduzierung des Stranges 3 sind z.B. drei bis acht Führungselemente ( -Paare ) eines der Kokille 2 zugewandten - aber nicht zwingend an die Kokille 2 anschließenden - ersten Führungssegmentes 16' verstellbar. Alternativ können auch mehrere aneinandergereihte Führungssegmente 16 zur LCR- Dickenreduzierung angewendet werden, die unmittelbar oder mittelbar an die Kokille anschließen.
Die Strangdicke d bzw. die lichte Aufnahmebreite 12 ist in Abhängigkeit des Materials des Stranges 3 und/oder in
Abhängigkeit der Gießgeschwindigkeit einstellbar. Die
Verstellung der jeweiligen Führungselemente 9, 10 erfolgt in einer im Wesentlichen orthogonal zur Transportrichtung des Stranges verlaufenden Richtung, wobei sowohl die oberen
Führungselemente 10 als auch die unteren Führungselemente 9 verstellbar sein können. Wie in Fig.3 ersichtlich, sind obere Führungselemente 10 an korrespondierenden Stützelementen 17 angelenkt, welche vorzugsweise hydraulisch verstellbar sind. Die (hydraulisch) verstellbaren LCR-Führungselemente 9, 10 sind vorzugsweise in einer der Kokille 2 zugewandten vorderen Hälfte, vorzugsweise in einem der Kokille 2 zugewandten vorderen Viertel der Längserstreckung der
Strangführungsvorrichtung 6 angeordnet.
Die Einstellung der Strangdicke d bzw. der lichten
Aufnahmebreite 12 kann quasi-statisch erfolgen, d.h.
einmalig, kurz nach Gießbeginn, sobald einer der
Vorwalzstraße 4 zugewandter Kopfbereich des gegossenen
Stranges 3 das Ende der Strangführungsvorrichtung 6 erreicht bzw. die LCR-Führungselemente passiert hat, oder auch
dynamisch, d.h. während des Gießprozesses bzw. während des kontinuierlich-quasistationären Durchgangs des Stranges 3 durch die Strangführungsvorrichtung 6. Bei der dynamischen Einstellung der Strangdicke d wird diese während des
Durchgangs eines Stranges 3 durch die
Strangführungsvorrichtung 6 beliebig oft, unter Verwendung eines unten anhand von Fig.7 erläuterten Zusammenhanges als Leitlinie, verändert.
Fig.4 zeigt ein Diagramm für Anlagen gemäß dem Stand der Technik, anhand welchem maximal zulässige
Gießgeschwindigkeiten für Stränge mit unterschiedlichen
Dicken ablesbar sind.
Auf der Abszisse dieses Diagramms ist die Gießgeschwindigkeit in der Einheit [m/min] aufgetragen, auf der Ordinate ein materialspezifischer Erstarrungsfaktor k, welcher die Einheit [mm/Vmin] trägt. Der Erstarrungsfaktor k liegt zwischen 24-27 mm/Vmin, vorzugsweise zwischen 25 und 26 mm/Vmin. Im Beispiel gemäß Fig.4 ist ein Erstarrungsfaktor k von 25,5 mm/Vmin als horizontale Linie eingezeichnet, welche drei Linien 21, 22, 23 schneidet. Linie 21 bezeichnet einen Strang mit 80 mm Strangdicke, Linie 22 einen Strang mit 55 mm Strangdicke und Linie 23 einen Strang mit 70 mm Strangdicke. Es ist anzumerken, dass diese Linienverläufe jeweils nur für Stränge gelten, welche in einer Strangstützvorrichtung 6 mit spezifischer
Strangstützlänge L gegossen werden. So bezeichnen die Linien 21 und 23 Stränge, welche in einer Strangstützvorrichtung 6 mit einer Strangstützlänge L=17m gegossen werden, während die Linie 22 einen Strang bezeichnet, welche in einer
Strangstützvorrichtung 6 mit einer Strangstützlänge L=9m gegossen wird.
Ein Schnitt der dem Erstarrungsfaktor k=25,5 mm/Vmin
entsprechenden horizontalen Linie mit Linie 21 ergibt
weiters, dass man bei Strangdicken von 80 mm eine maximale Gießgeschwindigkeit von 6,8 m/min wählen kann. Die real angewendete Gießgeschwindigkeit darf zur Gewährleistung eines einwandfreien fertigungstechnischen Prozesses zwar unterhalb, nicht jedoch oberhalb dieses Wertes liegen, da ansonsten die Sumpfspitze des Stranges in Transportrichtung 15 über das Ende 14 der Strangstützvorrichtung 6 bzw. des
Aufnahmeschachtes 11 hinauswandern würde und ein Aufplatzen des Stranges zu befürchten wäre.
Für Strangdicken von 55 mm (Linie 22) ist eine maximale
Gießgeschwindigkeit von 7,6 m/min zulässig, für Strangdicken von 70 mm (Linie 23) eine maximale Gießgeschwindigkeit von ca. 8,9 m/min. Solch hohe Gießgeschwindigkeiten bei
verhältnismäßig geringen Strangdicken lassen keine
Gewährleistung einwandfreier Fertigungsgüte zu.
Fig.5 zeigt ein Diagramm mit zu Fig.4 korrespondierenden Abszissen- und Ordinatenskalen, allerdings für Stränge, welche in einer Strangstützvorrichtung 6 mit erfindungsgemäß vorgeschlagenen, in metallurgischer Hinsicht besonders vorteilhaften Strangstützlänge L von 15,25 m gegossen werden.
Die im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen
Gießcharakteristiken sind rein exemplarisch gewählt und nicht einschränkend zu verstehen. Grundsätzlich ergibt sich für jede Strangdicke kein fixer Geschwindigkeitswert, sondern stets ein korrespondierender Geschwindigkeitsbereich, unter dem der Gießprozess sinnvoll führbar ist. Ebenso ist die Strangstützlänge L nicht auf einen bestimmten Wert wie z.B. 15,25 m gemäß Fig.4 zu reduzieren, sondern die Berechnungen und Überlegungen der Erfinder haben ergeben, dass
Strangstützlängen L im Bereich zwischen 12 und 16,5 m bereits wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Anlagen ermöglichen.
Analog zur Schnitt führung gemäß Fig.4 ergibt sich gemäß Fig.5 bei einem Erstarrungsfaktor k=25,5 mm/Vmin für eine durch Linie 24 indizierte Strangdicke von 100 mm eine auf der
Abszisse ablesbare maximale Gießgeschwindigkeit von 4 m/min. Für eine Strangdicke von 95 mm (Linie 25) ist eine maximale Gießgeschwindigkeit von 4,4 m/min zulässig, für eine
Strangdicke von 90 mm (Linie 26) eine maximale
Gießgeschwindigkeit von ca. 4,9 m/min, für eine Strangdicke von 85 mm (Linie 27) eine maximale Gießgeschwindigkeit von 5,6 m/min und für eine Strangdicke von 80 mm (Linie 28) eine maximale Gießgeschwindigkeit von 6,25 m/min.
Fig.6 zeigt ein Diagramm, auf dessen Ordinate die maximale Gießgeschwindigkeit in der Einheit [m/min] aufgetragen ist, während auf der Abszisse die Strangstützlänge L bzw. die „metallurgische Länge" mit der Einheit [m] aufgetragen ist. Es sind drei Linien 29, 30, 31 eingezeichnet, wobei Linie 29 eine Strangdicke von 70 mm indiziert, Linie 30 eine Strangdicke von 80 mm und Linie 31 eine Strangdicke von 90 mm.
Eine in Fig.6 rein beispielhaft eingezeichnete horizontale Schnittlinie entspricht einer maximalen Gießgeschwindigkeit von 6,25 m/min. Ein Schnitt dieser horizontalen Schnittlinie mit Linie 30 ergibt einen Schnittpunkt 30' , welcher bei vertikaler Projektion auf die Abszisse ergibt, dass bei Gießgeschwindigkeiten von 6,25 m/min eine Strangstützlänge L von ca. 15,3 m optimal wäre, um die Sumpfspitze des Stranges nahe am Ende 14 der Strangführungsvorrichtung zu halten.
Umgekehrt könnte gesagt werden, dass bei einer
Strangstützlänge L von 15,3 m maximale Gießgeschwindigkeiten von 6,25 m/min realisierbar sind.
Mittels des Diagramms gemäß Fig.6 ist weiters im Wesentlichen die erfindungsgemäß beanspruchte Idee veranschaulicht, dass für Stränge mit Strangdicken zwischen 60 bzw. 70 und 90 mm Gießgeschwindigkeiten zwischen 3,8 und 7 m/min bei
Strangstützlängen L zwischen 12 und 16,5 m zwecks
Prozessoptimierung sinnvoll sind. Fig.7 veranschaulicht den Zusammenhang der Strangdicke d mit der Gießgeschwindigkeit vc, wobei eine Einstellung von
( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten vc oder ( Ziel- ) Strangdicken d anhand erfindungsgemäß vorgeschlagener
Geschwindigkeitsfaktoren K ermittelbar ist. Der Zusammenhang der Einstellung der Strangdicke d in Zusammenhang mit der Gießgeschwindigkeit vc wird nach der in einer Einrichtung hinterlegten Formel: vc= [K_lowerLimit ... K_upperLimit ] /d2 hergestellt .
Die folgenden Angaben beziehen sich auf einen stationärkontinuierlichen Betrieb der Anlage, worunter im vorliegenden Zusammenhang Betriebsphasen mit einer Zeitdauer >10 Minuten verstanden werden, während welcher die Gießgeschwindigkeit vc (im Unterschied zu z.B. zu einer Angießphase) im Wesentlichen konstant bleibt.
Die Wahl des Geschwindigkeitsfaktors K ist neben der
Strangstützlänge L insbesondere vom C-Gehalt der vergossenen Stähle bzw. von deren Abkühlcharakteristik abhängig. Schnell erstarrende Stahlgüten erlauben einen Betrieb der Anlage mit relativ hohen Gießgeschwindigkeiten vc, während für langsamer erstarrende Stahlgüten geringere Gießgeschwindigkeiten vc zu wählen sind, um ein Ausbauchen und Aufplatzen des Stranges im Bereich der Sumpfspitz zu verhindern. Die folgenden Tabellen beziehen sich auf zu Strängen vergossene Stahlgüten, die „hart" zu kühlen sind, d.h. schnell erstarren und die
„mittelhart" zu kühlen sind, d.h. etwas langsamer erstarren. Für den Geschwindigkeitsfaktor K sind jeweils
Korridorbereiche angegeben, innerhalb welcher ein
gießtechnischer Betrieb effizient und sinnvoll durchführbar ist. Ein strangstützlängenspezifischer Korridorbereich wird gemäß folgender Tabellen jeweils von einem
Geschwindigkeitsfaktor K_upperLimit und einem
Geschwindigkeitsfaktor K_lowerLimit begrenzt.
Die Wahl des Geschwindigkeitsfaktors K ist abhängig von der Strangstützlänge L und von der Stahlgüte, insbesondere vom Kohlenstoff-Gehalt der vergossenen Stähle deren Erstarrungs- oder Umwandlungscharakterisitik, deren Festigkeits- bzw.
Duktilitätseigenschaften und weiteren
WerkstoffCharakteristiken abhängig .
Zur Kühlung des Stranges 3 wird auf diesen im Bereich der Strangführungsvorrichtung 6 (zwischen dem unteren Ende der Kokille 2 und dem der Vorwalzstraße 4 zugewandten Ende 14 der Strangführungsvorrichtung 6) ein Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, aufgebracht. Das Aufbringen des Kühlmittels auf den Strang 3 erfolgt mittels einer nicht dargestellten
Spritzeinrichtung, welche eine beliebige Anzahl in beliebigen Konfigurationen (z.B. hinter und/oder neben und/oder zwischen den Führungselementen 9, 10) angeordneten Spritzdüsen
umfasst .
Für eine harte Kühlung werden 3 bis 4 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl aufgewendet, für eine mittelharte Kühlung 2 bis 3,5 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl und für eine weiche Kühlung < 2,2 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl. Die für eine harte, mittelharte und weiche Kühlung genannten
Kühlmittelmengen überschneiden sich aufgrund bereits oben angeführter konstruktiver Ausführungsmerkmale der
Spritzeinrichtung und der Strangführungsvorrichtung 6. Unter exemplarisch gewählten, im Wesentlichen gleichen
Konstruktions- und Randbedingungen der Spritzeinrichtung und der Strangführungsvorrichtung 6 könnten etwa zur Realisierung einer harten Kühlung 3 bis 4 Liter, zur Realisierung einer mittelharten Kühlung 2 bis 3 Liter und zur Realisierung einer weichen Kühlung 1 bis 2 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl aufgebracht werden.
Tabelle 1: Geschwindigkeitsfaktor K für Stahlgüten mit geringem C-Gehalt (< 0,16%) und relativ harter Kühlung (3 - 4 1 Kühlmittel
Strangstahl) :
L = 13 m L = 16.5 m
K upperLimit 35200 44650
K lowerLimit 30000 38000 Tabelle 2: Geschwindigkeitsfaktor K für Stahlgüten mit C- Gehalt > 0,16% und mittelharter Kühlung (2 - 3,5 1 Kühlmittel / kg Strangstahl) :
Tabelle 3: Geschwindigkeitsfaktor K für spezielle Stahlgüten und weicher Kühlung
(1,0 - 2,2 Kühlmittel / kg Strangstahl) :
So ist es gemäß einer bevorzugten Betriebsführung (siehe Tabelle 1) vorgesehen, dass für hart zu kühlende
Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von 3 bis 4 Liter
Kühlmittel pro kg Strangstahl, der Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke d mit der in [m/min] gemessenen
Gießgeschwindigkeit vc nach der Formel vc = K / d2
eingehalten wird, wobei der Geschwindigkeitsfaktor K bei einer vorzugsweise minimalen Strangstützlänge Lmin von 13 m in einem Korridorbereich von 30000 bis 35200, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 32500 bis 35200 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor K bei einer vorzugsweise maximalen Strangstützlänge Lmax von 16,5 m in einem Korridorbereich von 38000 bis 44650, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 41000 bis 44650 liegt. Zur Ermittlung von
( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten vc oder ( Ziel- ) Strangdicken d für Anlagen mit zwischen den vorzugsweisen Strangstützlängen Lmin und Lmax liegenden Strangstützlängen L ist eine
Interpolation zwischen den vorangehend angeführten
Korridorbereichen (unter Erhalt eines weiteren, nicht in den Tabellen angeführten Korridorbereichs) durchführbar. Eine
Interpolation zwischen den Korridorbereichen erfolgt auf eine im Wesentlichen lineare Weise.
Im Falle von Strangstützlängen < L^n ist auch eine
Extrapolation zu den vorangehend angeführten
Korridorbereichen möglich.
Gemäß Tabelle 2 wird für mittelhart zu kühlende Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von 2 bis 3,5 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl, in einem stationär-kontinuierlichen Betrieb der Anlage der Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke d mit der in [m/min] gemessenen Gießgeschwindigkeit vc nach der Formel vc = K / d2 eingehalten, wobei ein in der Formel enthaltener Geschwindigkeitsfaktor (K) bei einer
Strangstützlänge L von 13 m in einem Korridorbereich von 28700 bis 33800, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 31250 bis 33800 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor K bei einer Strangstützlänge L=16,5 m in einem Korridorbereich von 36450 bis 42950, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 39700 bis 42950 liegt.
Gemäß Tabelle 3 wird für weich zu kühlende Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von 1,0 bis 2,2 Liter Kühlmittel pro kg
Strangstahl, in einem stationär-kontinuierlichen Betrieb der Anlage der Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke d mit der in [m/min] gemessenen Gießgeschwindigkeit vc nach der Formel vc = K / d2 eingehalten, wobei ein in der Formel enthaltener Geschwindigkeitsfaktor (K) bei einer
Strangstützlänge L von 13 m in einem Korridorbereich von 26350 bis32359, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 29350 bis 32359 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor K bei einer Strangstützlänge L=16,5 m in einem Korridorbereich von 34850 bis 41200, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 38000 bis 41200 liegt. Fig.7 zeigt ein Diagramm mit zu den vorangehend angeführten
Geschwindigkeitsfaktoren K korrespondierenden Kennlinien 32- 37. Auf der Abszisse des Diagramms ist die (am Ende der
Strangführungsvorrichtung 6 bzw. beim Einlauf in die
Vorwalzstraße 4 gemessene) Strangdicke d in der Einheit [mm] aufgetragen, auf der Ordinate die Gießgeschwindigkeit in der Einheit [m/min] .
Die Kennlinien 32, 33 und 34 gelten für Strangstützlängen L=13 m, die Kennlinien 35, 36 und 37 für Strangstützlängen L=l 6, 5 m. Maßgeblich für eine effiziente Betriebsführung der Anlage sind jeweils die obersten, für eine spezifische
Strangstützlänge L geltenden Kennlinien, somit gemäß Fig. 7 für Strangstützlängen L=13 m die Kennlinie 32 und für
Strangstützlängen L=16,5 m die Kennlinie 35. Die obersten, für eine spezifische Strangstützlänge L
geltenden Kennlinien korrespondieren mit den vorangehend tabellarisch angeführten Geschwindigkeitsfaktoren
K_upperLimit . Konkret entspricht Kennlinie 32 einem
Geschwindigkeitsfaktor K von 35200 und Kennlinie 35 einem Geschwindigkeitsfaktor K von 44650. Die Kennlinien 32 und 35 entsprechen somit rasch erstarrenden Stahlgüten, welche unter Einhaltung standardisierter Qualitätskriterien eine hohe Gießgeschwindigkeit und Wärmeabfuhr erlauben.
Die gemäß Fig.7 untersten, für eine spezifische
Strangstützlänge L geltenden Kennlinien (für
Strangstützlängen L=13 m: Kennlinie 34; für
Strangstützlängen L=16,5 m: Kennlinie 37) entsprechen den tabellarisch angeführten Geschwindigkeitsfaktoren
K_lowerLimit .
Die den Kennlinien 36 und 37 entsprechenden Stahlgüten sind aufgrund ihrer langsameren Erstarrung nicht so „hart", d.h. nicht so schnell kühlbar wie eine der Kennlinie 35
entsprechende Stahlgüte. Ebenso sind die den Kennlinien 33 und 34 entsprechenden Stahlgüten nicht so schnell kühlbar wie eine der Kennlinie 32 entsprechende Stahlgüte. Die Kühlgeschwindigkeit bestimmt maßgeblich die Position der Sumpfspitze innerhalb des Stranges 3. Oberhalb der
stahlgütenspezifischen Kennlinien 32-37 liegende
Gießgeschwindigkeits-Bereiche sind zu vermeiden, um ein
Ausbauchen und Aufplatzen des Stranges 3 im Bereich der
Sumpfspitze zu vermeiden. Mit anderen Worten stellen die Kennlinien 32-37 Grenz-Gießgeschwindigkeitskurven für
verschiedene Stahlsorten dar.
Bei einer in Fig.7 mit dem Ausgangspunkt eines Pfeiles 35' identische Betriebsführung mit einer Gießgeschwindigkeit vc= 6 m/min und einer Strangdicke d=86 mm läge z.B. die
Sumpfpitze des Stranges 3 am Ende der
Strangführungsvorrichtung 6, d.h. möglichst nahe am Eintritt in die Vorwalzstraße 4, wodurch ein optimales Ausnutzen der Gießhitze für den nachfolgenden Walzprozess gewährleistet ist. Wenn nun, wie durch Pfeil 35' exemplarisch dargestellt, die Gießgeschwindigkeit vc aus betriebstechnischen Gründen auf 5,5 m/min verringert wird, müsste gemäß Pfeil 35'' ein Anheben der Strangdicke d auf annähernd 90 mm erfolgen, um die Sumpfpitze des Stranges 3 weiterhin am Ende der
Strangführungsvorrichtung 6 zu halten und ein optimales Ausnutzen der Gießhitze für im nachfolgenden Walzprozess zu gewährleisten. Analog dazu ist im Falle einer Verringerung der Gießgeschwindigkeit vc auf 5,2 m/min gemäß Pfeil 35''' ein Anheben der Strangdicke d auf annähernd 93 mm angezeigt, um die Sumpfpitze des Stranges 3 weiterhin am Ende der Strangführungsvorrichtung 6 zu halten.
Umgekehrt muss bei einer Erhöhung der Gießgeschwindigkeit vc (z.B. nachdem betriebstechnische Probleme, welche eine temporäre Drosselung der Gießgeschwindigkeit vc erforderlich machten, behoben wurden) die Strangdicke d entsprechend reduziert werden, um die Gefahr eines Ausbauchens des
Stranges 3 im Bereich der Sumpfspitze auszuschließen.
Bei den betriebstechnischen Gründen, welche eine Reduzierung der Gießgeschwindigkeit vc erforderlich machen, kann es sich z.B. um über Sensoren erfasste Unregelmäßigkeiten im Bereich des Schiebers oder der Kokille, insbesondere am Badspiegel der Kokille oder um Abweichungen der Strangtemperatur von vorgegebenen Werten handeln.
Eine Änderung der Strangdicke d kann durch eine vorangehend beschriebene dynamische LCR-Dickenreduzierung mittels des LCR-Führungssegmentes 16' erfolgen.
Fällt die Gießgeschwindigkeit vc aus den vorangehend
angeführten Zusammenhängen nach unten, wird die
Betriebsmannschaft durch eine Ausgabeeinrichtung darauf hingewiesen, um die Liquid Core Reduction (LCR) so zu verringern, dass die Strangdicke d ansteigt, und um so den erfindungsgemäßen Zusammenhang bzw. einen jeweiligen Korridorbereich wieder zu erreichen. Erfindungsgemäß ist dabei bevorzugt ein oberer Bereich des Korridors anzustreben.
Je nachdem, was von den Betreibern als Hauptparameter der Anlage angesehen wird (die Strangdicke d oder die
Gießgeschwindigkeit vc) , kann ausgehend von einer gewünschten Strangdicke d eine korrespondierende Ziel-Gießgeschwindigkeit vc gewählt werden oder es kann ausgehend von einer
gewünschten Gießgeschwindigkeit vc die Strangdicke d
entsprechend variiert werden.
Es sei angemerkt, dass im Sinne einer hohen
Betriebsstabilität vorangehend beschriebene Änderungen der Strangdicke d nur bei relevanten Änderungen der
Gießgeschwindigkeit vc (z.B. bei Änderungen von vc um ca.
0,25 m/min) durchgeführt werden und nicht bei jeder
geringfügigen Abweichung der Gießgeschwindigkeit vc von einer jeweils gewünschten Ziel-Gießgeschwindigkeit.
In Anlehnung an die erfindungsgemäßen Kennlinien bzw. an die korrespondierenden Geschwindigkeitsfaktoren K kann bei abnehmender Gießgeschwindigkeit vc die Strangdicke d erhöht und dadurch der Materialdurchsatz erhöht und somit
optimiert werden.
Da eine Gießgeschwindigkeit vc oberhalb von etwa 7m/min für ein stabiles Gießen kaum zugänglich sind, wurde dieser
Bereich aus dem Diagramm gemäß Fig.7 ausgeblendet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband, welches ausgehend von einem durch eine Strangführungsvorrichtung (6) geführten
Strang (3) in einer Vorwalzstraße (4) zu einem
Zwischenband (3') und in weiterer Folge in einer
Fertigwalzstraße (5) zu einem Endband (3'') gewalzt wird, umfassend folgende Verfahrensschritte:
- Gießen eines Stranges (3) in einer Kokille (2) einer Gießanlage, wobei der aus der Kokille (2) austretende und in die Strangführungsvorrichtung (6) eintretende Strang (3) eine Strangdicke (d) zwischen 95 und 110 mm, vorzugsweise eine Strangdicke (d) zwischen 102 und 108 mm, aufweist und wobei der Strang (3) im Liquid-Core-Reduction (LCR-) Verfahren mittels der anschließenden Strangführungsvorrichtung (6) bei flüssigem Querschnittskern des Stranges (3) auf eine Strangdicke (d) zwischen 60 und 95 mm, vorzugsweise auf eine Strangdicke (d) zwischen 70 und 85 mm reduziert wird,
- wobei eine zwischen dem Meniskus (13), d.i. der
Badspiegel der Kokille (2) und einem der
Vorwalzstraße (4) zugewandten Ende (14) der Strangführungsvorrichtung (6) gemessene
Strangstützlänge (L) zwischen 12 m und 15,5 m, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 13 und
15 m, bevorzugt zwischen 14,2 m und 15 m ist,
- und wobei eine Gießgeschwindigkeit (vc) in einem
Bereich von 3,8 - 7 m/min liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorwalzstraße (4) ein Vorwalzen des
Stranges (3) zu einem Zwischenband (3' ) in mindestens vier Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier Vorwalzgerüsten (4i, 42, 43, 44), vorzugsweise in fünf Walzstichen, d.h. unter Einsatz von fünf Vorwalzgerüsten (4ι, 42, 43ί 44i 45) erfolgt .
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Vorwalzstraße (4) erfolgenden Walzstiche innerhalb von längstens 80 Sekunden, vorzugsweise
innerhalb von längstens 50 Sekunden erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Walzstich in der Vorwalzstraße (4)
innerhalb von längstens 5,7 Minuten, vorzugsweise
innerhalb von längstens 5,3 Minuten ab Erstarrungsbeginn des in der Kokille (2) befindlichen flüssigen Stranges erfolgt . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ende (14) der
Strangführungsvorrichtung (6) und einem Einlaufbereich der Vorwalzstraße (4) lediglich eine durch die
Umgebungstemperatur bedingte Abkühlung des Stranges (3) zugelassen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorwalzstraße (4) pro
Walzstich eine Reduktion der Strangdicke (d) des
Stranges (3) um 35-60 %, vorzugsweise um 40-55 % erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperaturverlustrate des aus der Vorwalzstraße (4) austretenden Zwischenbandes (3') unterhalb von maximal 3 K/m, vorzugsweise unterhalb von maximal 2,5 K/m liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erwärmung des aus der
Vorwalzstraße (4) ausgetretenen Zwischenbandes (3') mittels einer induktiven Heizeinrichtung (7), vorzugsweise im Querfelderwärmungsverfahren, beginnend bei einer
Temperatur oberhalb von 725°C, vorzugsweise oberhalb von 850°C auf eine Temperatur von mindestens 1100°C,
vorzugsweise auf eine Temperatur oberhalb von 1180°C erfolgt .
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Zwischenbandes (3') innerhalb einer Zeitspanne von 4 bis 30 Sekunden, vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von 5 bis 15 Sekunden erfolgt. 10. Verfahren nach Anspruch 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vornahme von genau vier Walzstichen in der
Vorwalzstraße (4) vorgesehen ist, dass der Zeitverlauf zwischen dem ersten Walzstich und dem Einlauf in die
Heizeinrichtung (7) bei Zwischenbanddicken von 5-10 mm nicht länger als 110 Sekunden, vorzugsweise nicht länger als 70 Sekunden beträgt.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Fertigwalzen des erwärmten
Zwischenbandes (3') in der Fertigwalzstraße (5) in vier Walzstichen, d.h. unter Einsatz von vier
Fertigwalzgerüsten (5i, 52, 53, 54) oder in fünf
Walzstichen, d.h. unter Einsatz von fünf
Fertigwalzgerüsten (5i, 52, 53, 54, 5s) zu einem
Endband (3'') mit einer Dicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb der Fertigwalzstraße (5) durchgeführten Walzstiche innerhalb einer Zeitspanne von maximal 12 Sekunden, vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne von maximal 8 Sekunden erfolgen.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass zur LCR-Dickenreduzierung des
Stranges (3) zu dessen Kontaktierung vorbestimmte
Führungselemente (9, 10) der Strangführungsvorrichtung (6) relativ zu einer Längsachse des Stranges (3) verstellbar sind, wobei eine Verstellung der Führungselemente (9, 10) in Abhängigkeit des Materials des Stranges (3) und/oder der Gießgeschwindigkeit vorgenommen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangdicke (d) quasi-statisch nach dem Beginn einer Gießsequenz, d.h. kurz nach Austritt des Stranges (3) aus der Kokille (2) einstellbar ist.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangdicke dynamisch einstellbar, d.h. während des Gießprozesses bzw. während des Durchgangs des Stranges (3) durch die Strangführungsvorrichtung (6) beliebig
variierbar ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass für mittels einer Spritzeinrichtung im Bereich der Strangführungsvorrichtung (6) hart zu kühlende Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von 3 bis 4 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl, in einem stationärkontinuierlichen Betrieb der Anlage der Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke (d) mit der in [m/min] gemessenen Gießgeschwindigkeit (vc) nach der Formel vc = K / d2 eingehalten wird, wobei ein in der Formel enthaltener Geschwindigkeitsfaktor (K) bei einer
Strangstützlänge (L) von 13 m in einem Korridorbereich von 30000 bis 35200, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 32500 bis 35200 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor
(K) bei einer Strangstützlänge (L)=16,5 m in einem
Korridorbereich von 38000 bis 44650, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 41000 bis 44650 liegt, wobei zur Ermittlung von ( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten (vc) oder
( Ziel- ) Strangdicken (d) für Anlagen mit zwischen den
Strangstützlängen L=13 m und L=16,5 m liegenden
Strangstützlängen (L) eine Interpolation zwischen den vorangehend angeführten Korridorbereichen durchführbar ist .
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass für mittels einer Spritzeinrichtung im Bereich der Strangführungsvorrichtung (6) mittelhart zu kühlende Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von 2 bis 3,5 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl, in einem
stationär-kontinuierlichen Betrieb der Anlage der
Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke (d) mit der in [m/min] gemessenen Gießgeschwindigkeit (vc) nach der Formel vc = K / d2 eingehalten wird, wobei ein in der Formel enthaltener Geschwindigkeitsfaktor (K) bei einer Strangstützlänge (L) von 13 m in einem Korridorbereich von 28700 bis 33800, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 31250 bis 33800 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor
(K) bei einer Strangstützlänge (L)=16,5 m in einem
Korridorbereich von 36450 bis 42950, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 39700 bis 42950 liegt, wobei zur Ermittlung von ( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten (vc) oder
( Ziel- ) Strangdicken (d) für Anlagen mit zwischen den
Strangstützlängen L=13 m und L=16,5 m liegenden
Strangstützlängen (L) eine Interpolation zwischen den vorangehend angeführten Korridorbereichen durchführbar ist .
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass für mittels einer Spritzeinrichtung im Bereich der Strangführungsvorrichtung (6) weich zu kühlende Strangstähle, d.h. unter Aufbringung von weniger als 2,2 Liter Kühlmittel pro kg Strangstahl, in einem stationär-kontinuierlichen Betrieb der Anlage der
Zusammenhang einer in [mm] gemessenen Strangdicke (d) mit der in [m/min] gemessenen Gießgeschwindigkeit (vc) nach der Formel vc = K / d2 eingehalten wird, wobei ein in der Formel enthaltener Geschwindigkeitsfaktor (K) bei einer Strangstützlänge (L) von 13 m in einem Korridorbereich von 26350 bis 32359, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 29350 bis 32359 liegt, während der Geschwindigkeitsfaktor
(K) bei einer Strangstützlänge (L)=16,5 m in einem
Korridorbereich von 34850 bis 41200, vorzugsweise in einem Korridorbereich von 38000 bis 41200 liegt, wobei zur
Ermittlung von ( Ziel- ) Gießgeschwindigkeiten (vc) oder
( Ziel- ) Strangdicken (d) für Anlagen mit zwischen den
Strangstützlängen L=13 m und L=16,5 m liegenden
Strangstützlängen (L) eine Interpolation zwischen den vorangehend angeführten Korridorbereichen durchführbar ist .
19. Anlage zur Durchführung eines Verfahrens zur
kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Herstellung von Stahlwarmband nach einem der Ansprüche 1 bis 18, umfassend eine Kokille (2), eine dieser nachgeordnete
Strangführungsvorrichtung (6), eine dieser nachgeordnete Vorwalzstraße (4), eine dieser nachgeordnete, vorzugsweise induktive Heizeinrichtung (7) und eine dieser
nachgeordnete Fertigwalzstraße (5), wobei die
Strangführungsvorrichtung (6) eine Serie an unteren
Führungselementen (9) und eine dazu parallel oder
konvergierend angeordnete Serie an oberen
Führungselementen (10) aufweist und zwischen den beiden Führungselemente-Serien (9, 10) ein zur Aufnahme eines aus der Kokille (2) austretenden Stranges (3) vorgesehener Aufnahmeschacht (11) ausgebildet ist, welcher durch
Ausbildung unterschiedlicher Abstände gegenüberliegender Führungselemente (9, 10) zueinander in Transportrichtung des Stranges (3) zumindest abschnittsweise verjüngt ist und dadurch der Strang (3) dickenreduzierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Aufnahmebreite (12) des Aufnahmeschachts (11) an seinem der Kokille (2)
zuweisenden Eingangsbereich zwischen 95 und 110 mm, vorzugsweise zwischen 102 und 108 mm beträgt, dass der
Aufnahmeschacht (11) an seinem der Vorwalzstraße (4) zuweisenden Ende (14) eine der Strangdicke (d) des Stranges (3) entsprechende lichte Aufnahmebreite (12) zwischen 60 und 95 mm, vorzugsweise zwischen 70 und 85 mm aufweist, wobei eine zwischen dem Meniskus (13), d.i. der
Badspiegel der Kokille (2) und dem der Vorwalzstraße (4) zugewandten Ende (14) des Aufnahmeschachts (11) der
Strangführungsvorrichtung (6) gemessene Strangstützlänge (L) zwischen 12 m und 15,5 m, vorzugsweise in einem
Bereich zwischen 13 und 15 m, bevorzugt zwischen 14,2 m und 15 m, ist und wobei eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher die Gießgeschwindigkeit (vc) des Stranges (3) in einem Bereich zwischen 3,8 - 7 m/min haltbar ist.
20. Anlage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die
Vorwalzstraße (4) vier oder fünf Vorwalzgerüste (4i, 42, 43, 44, 45) umfasst.
21. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen dem Ende (14) des
Aufnahmeschachts (11) bzw. der Strangführungsvorrichtung (6) und einem Einlaufbereich der Vorwalzstraße (4) keine Kühlvorrichtung, jedoch eine thermische Abdeckung
vorgesehen ist. 22. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, dass mittels in der Vorwalzstraße (4) angeordneter Vorwalzgerüste (4i, 42, 43, 44, 4s) eine
Reduktion der Strangdicke (d) des Stranges (3) um
jeweils 35-60 %, vorzugsweise um jeweils 40-55 % pro
Vorwalzgerüst (4i, 42, 43, 44, 4s) durchführbar ist, sodass ein Zwischenband (3') mit einer Dicke von 3 bis 15 mm, vorzugsweise mit einer Dicke von 4 bis 10 mm erzeugbar ist .
23. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (7) als
induktiver Querfelderwärmungsofen ausgebildet ist, mittels welchem der Strang (3), beginnend bei einer Temperatur oberhalb von 725°C, vorzugsweise oberhalb von 850°C auf eine Temperatur von mindestens 1100°C, vorzugsweise auf eine Temperatur oberhalb von 1180°C aufheizbar ist.
24. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, dass die Fertigwalzstraße (5) vier
Fertigwalzgerüste (5i, 52, 53, 54) oder fünf
Fertigwalzgerüste (5i, 52, 53, 54, 55) umfasst, mittels welchen ein aus der Vorwalzstraße (4) austretendes
Zwischenband (3' ) zu einem Endband (3' ' ) mit einer
Dicke < 1,5 mm, vorzugsweise < 1,2 mm reduzierbar ist. 25. Anlage nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die
Fertigwalzgerüste (5ι, 52, 53ί 54, 5s) jeweils unter
Abständen von < 7 m, vorzugsweise unter Abständen von < 5 m zueinander angeordnet sind, wobei die Abstände zwischen den Arbeitswalzachsen der Fertigwalzgerüste (5i, 52, 53i 54, 55) gemessen werden.
26. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, dass zur Dickenreduzierung des Stranges (3) bestimmte Führungselemente (9, 10) verstellbar und dadurch eine lichte Aufnahmebreite (12) des
Aufnahmeschachts (11) verkleiner- oder vergrößerbar ist, wobei die Strangdicke (d) bzw. die lichte Aufnahmebreite (12) in Abhängigkeit des Materials des Stranges (3) und/oder der Gießgeschwindigkeit (vc) einstellbar ist.
27. Anlage nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren Führungselemente (9, 10) in einer der
Kokille (2) zugewandten vorderen Hälfte, vorzugsweise in einem der Kokille (2) zugewandten vorderen Viertel der Längserstreckung der Strangführungsvorrichtung (6) angeordnet sind.
28. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, dass eine Arbeitswalzenachse des zur
Strangführungsvorrichtung (6) nächst benachbarten ersten Vorwalzgerüstes (4i) der Vorwalzstraße (4) maximal 7 m, vorzugsweise maximal 5 m nach dem Ende (14) der
Strangführungsvorrichtung (6) angeordnet ist.
29. Anlage nach einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, dass ein der Vorwalzstraße (4) zugewandtes Einlaufende (7a) der Heizeinrichtung (7) maximal 25 m, vorzugsweise maximal 19 m nach der Arbeitswalzenachse des der Heizeinrichtung (7) nächstgelegenen Vorwalzgerüstes angeordnet ist.
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