EP3623074A1 - Verfahren zur endabmessungsnahen herstellung von langprodukten, sowie eine giesswalzanlage zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur endabmessungsnahen herstellung von langprodukten, sowie eine giesswalzanlage zur durchführung des verfahrens Download PDF

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EP3623074A1
EP3623074A1 EP18194156.8A EP18194156A EP3623074A1 EP 3623074 A1 EP3623074 A1 EP 3623074A1 EP 18194156 A EP18194156 A EP 18194156A EP 3623074 A1 EP3623074 A1 EP 3623074A1
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EP
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casting
rolling
strands
strand
rollers
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EP18194156.8A
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SMS Concast AG
Original Assignee
SMS Concast AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/009—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of work of special cross-section, e.g. I-beams, U-profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/041—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for vertical casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/14—Plants for continuous casting
    • B22D11/147—Multi-strand plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/463—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling

Definitions

  • the invention relates to a method for the production of long products in particular according to the preamble of claim 1 or 2, and a casting and rolling system for carrying out the method according to the preamble of claim 7.
  • a steel mill according to the publication EP-A-3 052 259 comprises a continuous casting machine and a rolling mill, which is arranged in direct succession to the continuous casting machine.
  • the latter is with at least two casting lines and the rolling mill is equipped with at least two separate rolling lines and, accordingly, separate rolling stands, which are arranged adjacent to one another along corresponding working directions, the installation comprising at least one single feed device, for example a distributor trough.
  • a transfer path for the casting strands to the rolling mill is assigned, by means of which each of the casting lines is connected to a corresponding rolling line.
  • the object of the invention is to further develop a process for the production of long products or to improve this generic continuous casting installation and the associated rolling mill in such a way that a cost reduction in the casting operation and the rolling mill is achieved.
  • this method according to the invention a direct feeding of uncut casting strands into a subsequent rolling mill and the casting and rolling close to the final dimensions are achieved in a compact casting and rolling plant.
  • this compact casting and rolling system can also be operated with two or more casting strands which are fed directly into a two-core or multi-core compact rolling mill and rolled out to the corresponding finished cross-section.
  • the pouring system is also equipped with special facilities for pouring the pouring jet into the mold to enable a higher pouring speed.
  • the casting and rolling system can be built much smaller than conventional systems.
  • An energetic analysis shows that if a casting format is divided into two smaller casting formats and these formats are rolled at the same time in only one rolling mill, the necessary forming work can be reduced compared to the throughput-equivalent single-strand operation with a larger casting format. With this division into smaller formats, a further cost advantage is achieved through the significantly shorter construction.
  • the rolling mill is very simplified, in that, in contrast to conventional billets or casting strands with dimensions of 130 x 130 mm or 150 x 150 mm, one or two or more casting strands cast close to the final dimensions directly, i.e. without dividing them, into a compact rolling mill fed and rolled out to the corresponding finished dimensions.
  • the casting strand which is cast close to the final dimensions, has a cross-sectional dimension, in particular of less than 100 x 100 mm; preferably dimensions between 50 x 50mm and 80 x 80mm. This makes it possible to save several rolling steps and to dispense with a conventional roughing mill.
  • the at least two casting strands running next to one another are fed into the rolling mill with a narrowing distance from one another in such a way that these at least two casting strands are rolled together in the same roll stand with a pair of rollers.
  • the pairs of rollers each form at least two calibrated openings on the outer surface of their rollers for a continuous strand. This means that, as in known rolling mills, it is not necessary to provide two rolling trains running independently of one another, but one rolling train can be used for a plurality of strands cast next to one another.
  • the casting strands are very advantageously rotated by a predetermined angle before entering the first pair of rolls of the rolling mill. This results in an optimal alignment of the strands for the rolling, in which the rollers of the pairs of rollers for receiving the twisted casting strands are each provided with an adapted, calibrated opening with a corresponding cross section.
  • FIG. 1 and 2 show a casting and rolling system 10 for the production of long metal products 13, 14, in particular steel products.
  • the long products 13, 14 produced have a rectangular, square, polygonal or round cross-sectional profile as required.
  • This continuous caster 10 is primarily suitable for the casting of billets with smaller formats between 50 x 50 mm and 120 x 120 mm, typically of 80 x 80 mm. It is poured at relatively fast casting speeds in the range from 4 to 12 m / min, preferably 5 to 8 m / min. Of course, other formats would also be suitable.
  • the casting and rolling system 10 comprises a continuous casting machine 20 with two adjacent casting strand lines for casting strands 11, 12 and a subsequent rolling mill 30 with a number of rolling stands 31, 32 arranged one behind the other, with pairs of rollers 33, 34, through which these casting strands 11, 12 are rolled into these long products 13, 14.
  • a continuous casting machine 20 with the two continuous casting lines running side by side is constructed per se in a conventional manner and is therefore not explained in detail below.
  • a vessel 15 containing molten metal which is a distributor vessel, is provided with a spout for each continuous casting line, a control element 16 adjoining the spout, preferably a slide closure or stopper, and a pouring jet protection 17.
  • a water-cooled mold 21 is arranged below the pouring spout or this pouring jet protection 17 and forms a cavity which is formed with a cross section corresponding to the format of the strand produced to be cast.
  • the casting strands are assigned guide and support rollers 22 and pairs of straightening and support rollers 24, so that the casting strands 11, 12 guided through them are bent from the vertical with a radius, for example between 4 and 12 meters, and subsequently in an approximately horizontal direction along a horizontal one Level 25 are extendable to the rolling mill 30.
  • a cutting device 26 for separating the casting strands 11, 12 and a heating device, for example an inductive heating unit, are indicated after the guide and straightening rollers 24.
  • the heating device could be dispensed with.
  • the rolling mill 30 consists of a number of rolling stands 31, 32 arranged one behind the other, each of which is equipped with rotating roller pairs 33, 34.
  • This number of roll stands 31, 32 is usually between 12 and 18 stands. It comes with every rolling unit a reduction in the strand cross-section to the desired extent of the resulting long product 13, 14 causes.
  • this casting which is close to the final dimensions, means that a so-called roughing road with a number of roll stands can be dispensed with.
  • the two casting strands 11, 12 running next to one another are fed into the rolling mill 30 with a narrowing distance a such that these at least two casting strands 11, 12 are rolled by only one pair of rolls 33, 34 of the number of roll stands 31, 32 become.
  • This distance a to be narrowed can be reduced, for example, from 800 mm to a distance a 'of 300 mm.
  • a feed device 29 is advantageously provided for the at least two continuous casting line lines, by means of which the casting line 11, 12, in particular when it is transferred directly from the casting to the rolling mill 30, by a certain angle inwards and after a certain distance by the same angle the casting or rolling direction are bent. This can be done, for example, by support and straightening rollers, which act laterally on the strands.
  • a twisting device 23 for the casting strands 11, 12 in front of the first pair of rolls 31 of the rolling installation can be provided for each casting strand line, by means of which the casting strands can each be rotated by a predetermined angle.
  • Such a twisting device 23 can also be composed of support and straightening rollers.
  • the Casting strands 11, 12 are of the in Fig. 3 shown position, in which they are arranged with respect to the horizontal plane 25 with their outer surfaces parallel or perpendicular thereto, rotated 45 ° in the longitudinal direction in their axis, so that they are then with their diagonals in this horizontal plane 25, as this in Fig. 4 is shown.
  • the feed device 29 and the twisting device 23 can also be combined into one unit, so that the two casting strands 11 and 12 leave the feed device already twisted by a certain angle.
  • guide and straightening rollers 24 are provided on a holder 27 in a conventional manner in the casting strand lines, through which the casting strands 11, 12 are positively guided, at least on their upper and lower sides.
  • Fig. 4 form the pairs of rollers 33, 34 which can be rotated via drives 37, 38 accordingly at least two calibrating openings 35, 36 on the outer jacket of their rollers 33, 34 for receiving one continuous strand 11, 12, respectively.
  • the respective openings 35, 36 are provided with annular grooves in the Rollers formed, each having a triangular, rounded or other cross-section.
  • the continuous casting machine 20 has a control device (not shown in more detail) for controlling or regulating during the casting.
  • Corresponding measuring means for the strands for determining the take-off speeds or for the strand profiles are arranged in such a way that their measurement results are evaluated by the control device and corrections are made if the two strands differ from one another. Sufficient withdrawal speeds of the casting strands 11, 12 are thus achieved ensured up to the rolling mill 30.
  • the rolling speed is advantageously determined by the take-off speed.
  • At least one control or regulating device for the rolling speeds in the rolling mill 30 in conjunction with the casting speeds of the casting strands. These speeds are coordinated with each other.
  • the continuous casting machine 20 can continue to pour and the casting strands 11, 12 can be cut into definable lengths by means of the cutting device 26. Then there can be one in Fig. 2 indicated evacuation device 19 are activated to remove the cut strand sections. This is advantageously arranged in such a way that if the rolling mill fails, the cut strand sections 11 ', 12' are no longer conveyed into the feed device 29, but rather transversely thereto.
  • the cutting heads 26 can be used to cut off the strand heads at the start of casting and the ends of the strand after the end of casting.
  • a removal device for the rolling stock. This is advantageously carried out in such a way that a cutting device cuts the rolling stock to the final length of the rolling bars and these are then transported to a cooling bed for cooling and then bundled.
  • the respective pouring tube 17 ends when casting with its lower end above the bath level of the molten metal in the mold, preferably 20 to 50 mm, and thus does not dip into the bath in the mold.
  • a flushing device not shown, for the supply of inert gas, such as argon or nitrogen, can be provided, as a result of which the pouring jet can be surrounded by protective gas.
  • a sealing gas screen surrounds the melt jet emerging from the pouring tube and flowing into the mold.
  • the metal supply from the distributor into the mold can be regulated with sufficient precision, as in the known closed casting, via an actuator, at the same time an inadmissible fanning out of the pouring jet subject to the regulation is prevented by the pouring tube.
  • An advantage of the invention is the use of a rolling train which is connected to one or more, usually two, casting lines.
  • the inlet cross-section only has to be half as large for the same throughput of the rolling mill (at the same casting speed). This leads to significant advantages in the rolling process, in which considerable forming work can be saved in the rolling mill due to the casting cross-section which is closer to the final dimensions, and the number of roll stands required can be considerably reduced with the same throughput.
  • the relatively low rolling speed in relation to the cross section of the respective strand also allows the degree of deformation per rolling stand to be increased, and thus the number of rolling stands to be reduced.
  • the invention is adequately demonstrated with the illustrated exemplary embodiments. Of course, it could be illustrated by other variants.
  • the spacing of the casting strands to be narrowed according to the invention could also be implemented in such a way that the one strand would be directed straight to the pair of rollers and only the other strand would be narrowed correspondingly more apart and these would then be guided together to the pairs of rollers. In theory, they could also be routed parallel to the rolling mill.
  • the continuous casting lines can also be divided into two parallel, independent groups of rolling stands.
  • the rolling speeds which are considerably increased due to the already greatly reduced rolling cross section, can be controlled independently of one another in sections, and on the other hand, different finished dimensions can be rolled on the two lines.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur endabmessungsnahen Herstellung von Langprodukten wird von einem metallurgischen Gefäss für einen jeweiligen Giessstrang (11, 12) Metallschmelze durch einen Ausguss und geregelt durch ein an diesem angeordnetes Regelorgan (16) in eine Kokille (21) einer Stranggiessmaschine (20) geleitet. Der wenigstens eine gegossene Giessstrang (11, 12) wird in eine der Stranggiessmaschine nachfolgenden Walzanlage (30) mit einer Anzahl von Walzgerüsten (31) zu diesen Langprodukten (13, 14) gewalzt. Die Metallschmelze wird offen in die Kokille (21) ohne ein in diese eintauchendes Giessrohr geleitet und der Giessstrang (11, 12) endabmessungsnah mit jeweils einem Strangquerschnitt insbesondere von weniger als 120x120 mm und dies bei einer Giessgeschwindigkeit insbesondere zwischen 4 und 12 m/min erzeugt. Bei der nachfolgenden Walzanlage (30) werden eine kleinere Anzahl von Walzgerüsten (31) vorzugsweise zwischen 2 bis 6 weniger als standardmässig verwendet. Mit diesem Verfahren wird ein direktes Zuführen von ungeschnittenen Giesssträngen in ein nachfolgendes Walzwerk und das endabmessungsnahe Giessen und Walzen in einer kompakten Giesswalzanlage erzielt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung insbesondere von Langprodukten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 2, sowie eine Giesswalzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
  • Ein Stahlwerk gemäss der Druckschrift EP-A-3 052 259 umfasst eine kontinuierliche Giessmaschine und ein Walzwerk, das in direkter Nachfolge zu der kontinuierlichen Giessmaschine angeordnet ist. Letztere ist mit zumindest zwei Giesslinien und das Walzwerk ist mit zumindest zwei separaten Walzlinien und dementsprechend separaten Walzgerüsten ausgerüstet, die aneinander angrenzend entlang entsprechender Arbeitsrichtungen angeordnet sind, wobei die Anlage zumindest eine einzelne Zufuhrvorrichtung, beispielsweise eine Verteilerrinne, umfasst. Es ist ein Transferpfad für die Giessstränge zu dem Walzwerk zugeordnet, mittels dem jede der Giesslinien mit einer entsprechenden Walzlinie verbunden wird.
  • Bei dieser bekannten Anlage ist weiter vorgesehen, dass sie in einem endlosen Prozess arbeitet, bei dem die Stränge aus der Giessmaschine via dem Transferpfad gegebenenfalls in eine induktive Erwärmungsanlage und von dieser direkt zu den Walzgerüsten für ein unmittelbar folgendes Walzen geleitet werden. Bei einer allfälligen Betriebsstörung insbesondere im Walzwerk kann eine Schneidvorrichtung aktiviert und die Stränge in Abschnitte in vorgegebenen Längen geschnitten werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Langprodukten derart weiterzuentwickeln bzw. diese gattungsmässige Stranggiessanlage und das dazugehörige Walzwerk derart zu verbessern, dass eine Kostenreduktion im Giessbetrieb und dem Walzwerk erzielt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 2 bzw. durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst.
  • Mit diesem erfindungsgemässen Verfahren wird ein direktes Zuführen von ungeschnittenen Giesssträngen in ein nachfolgendes Walzwerk und das endabmessungsnahe Giessen und Walzen in einer kompakten Giesswalzanlage erzielt. Um die Produktivität zu erhöhen, kann diese kompakte Giesswalzanlage auch mit zwei oder mehr Giesssträngen betrieben werden, welche direkt in ein zwei- oder mehradriges Kompaktwalzwerk zugeführt und auf den entsprechenden Fertigquerschnitt ausgewalzt werden. Die Giessanlage wird zudem mit speziellen Einrichtungen zum Eingiessen des Giessstrahls in die Kokille ausgestattet, um eine höhere Gießgeschwindigkeit zu ermöglichen.
  • Hierbei kann die Giesswalzanlage wesentlich kleiner als herkömmliche Anlagen gebaut werden. Eine energetische Betrachtung zeigt, dass bei Aufteilung eins Giessformates auf zwei kleinere Giessformate und gleichzeitigen Walzen dieser Formate in nur einer Walzstrasse die notwendige Umformarbeit gegenüber der durchsatzäquivalenten einsträngigen Fahrweise mit einem grösseren Giessformat reduziert werden kann. Bei dieser Aufteilung in kleinere Formate wird ein weiterer Kostenvorteil durch die bedeutend kürzere Bauweise erreicht.
  • Mit diesem erfindungsgemässen Verfahren wird das Walzwerk sehr vereinfacht, und zwar dadurch, dass im Gegensatz zu üblichen Knüppeln oder Giesssträngen mit Abmessungen von 130 x130mm oder 150 x 150mm ein oder zwei oder mehr endabmessungsnah gegossene Giessstränge direkt, d.h. ohne diese zu teilen, in ein Kompaktwalzwerk zugeführt und auf die entsprechende Fertigabmessung ausgewalzt werden. Dabei hat der endabmessungsnah gegossene Giessstrang eine Abmessung im Querschnitt insbesondere von weniger als 100 x 100mm; vorzugsweise Abmessungen zwischen 50 x 50mm und 80 x 80mm. Dadurch ist es möglich, mehrere Walzschritte einzusparen und auf eine übliche Vorstrasse zu verzichten.
  • Bei einer Zwei- oder Mehrstrang-Anlage werden die wenigstens zwei nebeneinander verlaufende Giessstränge mit einem sich verschmälernden Abstand zueinander derart ins Walzwerk geleitet, dass diese wenigstens zwei Giessstränge gemeinsam im gleichen Walzgerüst mit einem Walzenpaar gewalzt werden.
  • Die Walzenpaare bilden je wenigstens zwei kalibrierte Öffnungen am Aussenmantel ihrer Rollen für je einen durchlaufenden Strang. Damit müssen nicht wie bei bekannten Walzwerken zwei unabhängig voneinander laufende Walzstrassen vorgesehen werden, sondern es kann eine Walzstrasse für mehrere nebeneinander gegossene Stränge verwendet werden.
  • Die Giessstränge werden sehr vorteilhaft vor dem Eintritt in das erste Walzenpaar der Walzanlage um einen vorgegebenen Winkel verdreht. Damit ergibt sich eine optimale Ausrichtung der Stränge für das Walzen, bei der die Walzen der Walzenpaare für die Aufnahme der verdrehten Giessstränge jeweils mit einer angepassten kalibrierten Öffnung mit einem entsprechenden Querschnitt versehen sind.
  • Zweckmässigerweise ist der Walzanlage eine bei den Führungs- und Richtrollen integrierte Zuführeinrichtung der wenigstens zwei nebeneinander verlaufenden Giessstranglinien zugeordnet, mittels welcher beim Giessen die Giessstränge insbesondere bei einem direkten Überführen vom Giessen in die Walzanlage um einen bestimmten Winkel nach innen und nach einer gewissen Distanz um denselben Winkel wieder in die Giess- bzw. Walzrichtung biegbar sind, so dass sie zum Einführen in die Öffnungen des Walzenpaars der ersten Walzeinheit ausgerichtet sind. Die Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemässen Giesswalzanlage mit einer Stranggiessmaschine, und eines Walzwerks;
    Fig. 2
    eine schematische Draufsicht der Giesswalzanlage nach Fig. 1 mit der Stranggiessmaschine und dem Walzwerk;
    Fig. 3
    eine schematische Vorderansicht einer Führungs- und Richtrolle und des Querschnitts des Strangs; und
    Fig. 4
    eine schematische Vorderansicht eines erfindungsgemässen Walzgerüstes mit einem Walzenpaar und dem Querschnitt des Strangs.
  • Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Giesswalzanlage 10 für die Produktion von metallenen Langprodukten 13, 14, insbesondere von Stahlerzeugnissen. Die erzeugten Langprodukte 13, 14 weisen je nach Bedarf ein rechteckiges, quadratisches, polygonales oder rundes Querschnittsprofil auf. Diese Stranggiessanlage 10 eignet sich vornehmlich für das endabmessungsnahe Giessen von Knüppeln mit kleineren Formaten zwischen 50 x 50 mm und 120 x 120 mm, typischerweise von 80 x 80 mm. Es wird mit verhältnismässig schnellen Giessgeschwindigkeiten im Bereich von 4 bis 12 m/min, vorzugsweise 5 bis 8 m/min, gegossen. Selbstverständlich würden sich auch andere Formate eignen.
  • Die Giesswalzanlage 10 umfasst eine Stranggiessmaschine 20 mit zwei nebeneinander verlaufenden Giessstranglinien für Giessstränge 11, 12 und einem nachfolgenden Walzwerk 30 mit einer Anzahl von hintereinander angeordneten Walzgerüsten 31, 32, mit Walzenpaaren 33, 34, durch welche diese Giessstränge 11, 12 zu diesen Langprodukten 13, 14 gewalzt werden.
  • Diese Stranggiessmaschine 20 mit den zwei nebeneinander verlaufenden Giessstranglinien ist an sich auf herkömmliche Weise konstruiert und sie ist daher nachfolgend nicht in allen Details erläutert. Es sind ein Metallschmelze enthaltendes Gefäss 15, bei dem es sich um ein Verteilergefäss handelt, für jede Giessstranglinie je ein Ausguss, ein an den Ausguss anschliessendes Regelorgan 16, vorzugsweise ein Schiebeverschluss oder Stopfen, und ein Giessstrahlschutz 17 vorgesehen. Unterhalb des Ausgusses bzw. dieses Giessstrahlschutzes 17 ist eine wassergekühlte Kokille 21 angeordnet, welche einen Hohlraum bildet, der mit einem Querschnitt entsprechend dem zu giessenden Format des erzeugten Strangs gebildet ist.
  • Den Giesssträngen sind Führungs- und Stützrollen 22 und paarweise Richt- und Stützrollen 24 zugeordnet, so dass die durch diese geführten Giessstränge 11, 12 von der Vertikalen mit einem Radius beispielsweise zwischen 4 und 12 Metern gebogen und nachfolgend in einer annähernd horizontalen Richtung entlang einer horizontalen Ebene 25 zu der Walzanlage 30 ausziehbar sind.
  • Es sind ausserdem noch nach den Führungs- und Richtrollen 24 eine Schneideinrichtung 26 zum Trennen der Giessstränge 11, 12 und vor der Walzanlage 30 eine Wärmeeinrichtung, zum Beispiel eine induktive Erwärmungseinheit, angedeutet. Je nach Querschnitt und Giessparametern könnte auf die Wärmeeinrichtung verzichtet werden.
  • Das Walzwerk 30 besteht aus einer Anzahl von hintereinander angeordneten Walzgerüsten 31, 32, die jeweils mit rotierenden Walzenpaaren 33, 34 bestückt sind. Diese Anzahl von Walzgerüsten 31, 32 beträgt üblicherweise zwischen 12 und 18 Gerüsten. Es wird mit jeder Walzeinheit eine Verkleinerung des Strangquerschnitts bis zum gewünschten Mass des entstehenden Langprodukts 13, 14 bewirkt.
  • Damit kann bei dieser Walzanlage 30 im Rahmen der Erfindung eine geringere Anzahl von Walzgerüsten 31 vorzugsweise zwischen 2 bis 6 weniger als standardmässig verwendet werden. Insbesondere kann aufgrund dieses endabmessungsnahen Giessens auf eine sogenannte an sich bekannte Vorstrasse mit einer Anzahl von Walzgerüsten verzichtet werden.
  • Mit dem erfindungsgemässen Verfahren werden die zwei nebeneinander verlaufenden Giessstränge 11, 12 mit einem sich zueinander verschmälerten Abstand a derart in die Walzanlage 30 geleitet, dass diese wenigstens zwei Giessstränge 11, 12 von nur jeweils einem Walzenpaar 33, 34 der Anzahl Walzgerüsten 31, 32 gewalzt werden. Dieser zu verschmälernde Abstand a kann beispielsweise von 800 mm auf einen Abstand a' von 300 mm reduziert werden.
  • Es ist dazu vorteilhaft eine Zuführeinrichtung 29 für die wenigstens zwei nebeneinander verlaufenden Giessstranglinien vorgesehen, mittels welcher die Giessstränge 11, 12 insbesondere bei einem direkten Überführen vom Giessen in die Walzanlage 30 um einen bestimmten Winkel nach innen und nach einer gewissen Distanz um denselben Winkel wieder in die Giess- bzw. Walzrichtung gebogen werden. Dies kann beispielsweise durch Stütz- und Richtrollen erfolgen, welche seitlich bei den Strängen angreifen.
  • Des Weiteren kann bei jeder Giessstranglinie eine Verdrehvorrichtung 23 für die Giessstränge 11, 12 vor dem ersten Walzenpaar 31 der Walzanlage vorgesehen werden, durch welche die Giessstränge je um einen vorgegebenen Winkel verdrehbar sind. Eine solche Verdrehvorrichtung 23 kann ebenso aus Stütz- und Richtrollen zusammengesetzt sein. Die Giessstränge 11, 12 werden von der in Fig. 3 gezeigten Position, bei der sie in Bezug auf die horizontale Ebene 25 mit ihren Aussenflächen parallel bzw. senkrecht dazu angeordnet sind, um 45° in ihrer Achse in Längsrichtung verdreht, so dass sie sich dann mit ihren Diagonalen in dieser horizontalen Ebene 25 befinden, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.
  • Die Zuführeinrichtung 29 und die Verdrehvorrichtung 23 können auch zu einer Einheit zusammengefasst werden, so dass die beiden Giessstränge 11 und 12 die Zuführeinrichtung schon um einen bestimmten Winkel verdreht verlassen.
  • In Fig. 3 sind ausserdem Führungs- und Richtrollen 24 an einer Halterung 27 auf herkömmliche Weise in den Giessstranglinien vorgesehen, durch welche die Giessstränge 11, 12 zumindest auf ihrer Ober- und Unterseite zwangsgeführt sind.
  • Gemäss Fig. 4 bilden die via Antriebe 37, 38 drehbaren Walzenpaare 33, 34 dementsprechend je wenigstens zwei kalibrierende Öffnungen 35, 36 am Aussenmantel ihrer Rollen 33, 34 für die Aufnahme je eines durchlaufenden Strangs 11, 12. Die jeweiligen Öffnungen 35, 36 sind durch Ringnuten bei den Rollen ausgebildet, die jeweils einen dreieckförmigen, abgerundeten oder andersförmigen Querschnitt aufweisen.
  • Im Rahmen der Erfindung ist bei der Stranggiessmaschine 20 eine nicht näher gezeigte Regelungseinrichtung für das Steuern bzw. Regeln während dem Abgiessen vorhanden. Entsprechende Messmittel bei den Strängen für das Ermitteln der Abzugsgeschwindigkeiten bzw. für die Strangverläufe sind so angeordnet, dass deren Messergebnisse von der Regelungseinrichtung ausgewertet und bei Abweichungen der beiden Stränge zueinander Korrekturen vorgenommen werden. Damit werden hinreichend gleiche Abzugsgeschwindigkeiten der Giessstränge 11, 12 bis zur Walzanlage 30 sichergestellt. Dabei wird die Walzgeschwindigkeit vorteilhaft durch die Abzugsgeschwindigkeit bestimmt.
  • Daher ist zweckmässigerweise wenigstens eine Steuer- bzw. Regelungseinrichtung der Walzgeschwindigkeiten bei der Walzanlage 30 in Verbindung mit den Giessgeschwindigkeiten der Giessstränge vorhanden. Damit werden diese Geschwindigkeiten zueinander koordiniert.
  • Im Falle einer Störung der Walzanlage 30 während des Abgiessens kann die Stranggiessmaschine 20 weiter giessen und es können dabei mittels der Schneideinrichtung 26 die Giessstränge 11, 12 in bestimmbare Längen geschnitten werden. Es kann dann eine in Fig. 2 angedeutete Evakuierungseinrichtung 19 zum Entfernen der geschnittenen Strangabschnitte aktiviert werden. Diese ist mit Vorteil so angeordnet, dass bei einem Ausfall der Walzanlage die geschnittenen Strangabschnitte 11', 12' nicht mehr in die Zuführeinrichtung 29, sondern quer dazu ausgefördert werden. Mit der Schneideinrichtung 26 können im Regelbetrieb die Strangköpfe bei Giessstart sowie die Strangenden nach Giessende abgetrennt werden.
  • Im Anschluss an die Fertigstrasse 32 schliesst sich eine nicht weiter gezeigte Abtransporteinrichtung für das Walzgut an. Diese ist vorteilhaft so ausgeführt, dass eine Schneideinrichtung das Walzgut auf die Endlänge der Walzstäbe ablängt und diese dann über eine Kühlbett zur Abkühlung transportiert und anschliessend gebündelt werden.
  • Da erfindungsgemäss vor allem kleine Formate vergossen und gewalzt werden sollen, um so die notwendige Umformenergie vom Giess- zum Walzprodukt zu reduzieren, wird eine neue Giesspraxis zum Eingiessen des flüssigen Metalls aus dem Verteiler in die Kokille vorgesehen.
  • Das klassische offene Giessen, bei dem der Giessstrahl aus einer Freiläuferdüse aus dem Verteiler in die Kokille fliesst, verbietet sich, da mit diesem Verfahren die Giessgeschwindigkeit nicht in hinreichendem Masse kontrolliert werden kann, da diese sehr abhängig von der Füllstandshöhe im Verteiler ist. Das bekannte geschlossene Giessen mit einem Stellorgan zur Regelung des Flüssigkeitszutritts in die Kokille und einem Tauchrohr, durch welches die Schmelze in die Kokille unterhalb des Giessspiegels geleitet wird, hat den Nachteil, dass dieses Verfahren die Abdeckung des Giessspiegels mit Giessschlacke erfordert. Bei den hier zum Einsatz gelangenden relative kleinen Formaten ist der Platz in der Kokille nicht ausreichend für ein ausreichend dickes Tauchrohr, das hinreichend lange Giess- und Walzsequenzen erlauben würden, da die Standzeit der Tauchrohre durch den Angriff der Giessschlacke zeitlich limitiert wird.
  • Es ist vorgesehen, dass das jeweilige Giessrohr 17 beim Abgiessen mit seinem unteren Ende oberhalb des Badspiegels der Metallschmelze in der Kokille, vorzugsweise 20 bis 50 mm, endet und somit nicht in das Bad in der Kokille eintaucht. Es kann dabei eine nicht dargestellte Spülvorrichtung für die Zufuhr von inertem Gas, wie Argon oder Stickstoff, vorgesehen, werden, wodurch der Giessstrahl von Schutzgas umgeben sein kann. Es wird damit bezweckt, dass ein abdichtender Gasschirm den aus dem Giessrohr austretenden und in die Kokille einfliessenden Schmelzstrahls umgibt. Damit kann zwischen die Innenwandung der Kokille und der Metallschmelze ein an sich bekanntes Öl zur Schmierung verwendet werden und es sind folglich optimale Voraussetzungen geschaffen.
  • Die Metallzufuhr vom Verteiler in die Kokille kann wie beim bekannten geschlossenen Giessen über ein Stellglied hinreichend genau geregelt werden, gleichzeitig wird eine unzulässige Auffächerung des der Regelung unterliegenden Giessstrahls durch das Giessrohr verhindert. Durch die Kombination mit einem geschützten Giessstrahl und konventioneller Ölschmierung wird eine weitere Limitierung des geschlossenen Giessen aufgehoben, die darin liegt, dass bei sehr kleinen Giessformaten und hohen Giessgeschwindigkeiten das Verhältnis von je Zeiteinheit erzeugter Strangoberfläche und freier Badspiegelfläche sehr ungünstig (nämlich zu gross) wird und ein genügendes Aufschmelzen des Giesspulvers zur Bildung von Schlacke nicht mehr gewährleistet werden kann. Diese Begrenzung existiert bei der Schmierung mit Öl nicht.
  • Ein Vorteil der Erfindung ist die Verwendung einer Walzstrasse, die mit einer oder mehreren, meist zwei Giesslinien verbunden ist. Bei zwei- oder mehrsträngiger Ausführung muss für den gleichen Durchsatz der Walzstrasse der Eintrittsquerschnitt nur halb so gross sein (bei gleicher Giessgeschwindigkeit). Dies führt zu wesentlichen Vorteilen im Walzprozess, bei dem durch den endabmessungsnäheren Giessquerschnitt erhebliche Umformarbeit im Walzwerk eingespart werden kann und dadurch die Anzahl der erforderlichen Walzgerüste bei gleichem Durchsatz erheblich verringert werden.
  • Die in Bezug auf den Querschnitt des jeweiligen Strangs relativ geringe Walzgeschwindigkeit erlaubt zudem, den Umformgrad pro Walzgerüst zu erhöhen und so die Anzahl der Walzgerüste zu reduzieren.
  • Die Erfindung ist mit den erläuterten Ausführungsbeispielen ausreichend dargetan. Selbstverständlich könnte sie noch durch andere Varianten veranschaulicht sein. Die erfindungsgemäss zu verschmälernden Abstände der Giessstränge könnte auch so realisiert sein, dass der eine Strang gerade zum Walzenpaar geleitet und nur der andere Strang entsprechend stärker im Abstand verschmälert würde und diese dann zusammen zu den Walzenpaaren geführt würden. Theoretisch könnten sie auch parallel zueinander zum Walzwerk geleitet würden.
  • Es können auch drei oder vier nebeneinander verlaufende Giessstränge mit zueinander sich verschmälernden Abständen derart in die Walzanlage geleitet werden, dass sie von den Walzgerüsten jeweils nur von einem Walzenpaar gewalzt werden, welche je mit drei oder vier kalibrierenden Öffnungen für die zu walzenden Stränge versehen sind.
  • Die Stranggiesslinien können nach dem ersten Walzgerüst oder einer ersten Gruppe von Walzgerüsten auch auf zwei parallele unabhängige Gruppen von Walzgerüsten aufgeteilt werden. In diesem Fall können zum einen die Walzgeschwindigkeiten, die aufgrund des schon stark verkleinerten Walzquerschnittes erheblich erhöht sind, strangweise unabhängig voneinander geregelt und zum anderen können auf den beiden Linien unterschiedliche Fertigabmessungen gewalzt werden.

Claims (17)

  1. Verfahren zur Herstellung von Langprodukten, bei dem von einem metallurgischen Gefäss für einen jeweiligen Giessstrang (11, 12) Metallschmelze durch einen Ausguss und geregelt durch ein an diesem angeordnetes Regelorgan (16), vorzugsweise einem Schiebeverschluss oder einem Stopfen, in eine Kokille (21) einer Stranggiessmaschine (20) geleitet und der wenigstens eine gegossene Giessstrang (11, 12) in eine der Stranggiessmaschine nachfolgenden Walzanlage (30) mit einer Anzahl von Walzgerüsten (31) zu diesen Langprodukten (13, 14) gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
    die durch den Ausguss und geregelt durch das Regelorgan (16) fliessende Metallschmelze offen in die Kokille (21) ohne ein in diese eintauchendes Giessrohr geleitet wird, und der Giessstrang (11, 12) endabmessungsnah mit jeweils einem Strangquerschnitt insbesondere von weniger als 120x120 mm und dies bei einer Giessgeschwindigkeit insbesondere zwischen 4 und 12 m/min erzeugt wird, und dass bei der nachfolgenden Walzanlage (30) eine kleinere Anzahl von Walzgerüsten (31) vorzugsweise zwischen 2 bis 6 weniger als standardmässig verwendet werden.
  2. Verfahren zur Herstellung von Langprodukten vorzugsweise nach Anspruch 1, bei dem mittels einer Stranggiessmaschine (20) wenigstens zwei nebeneinander verlaufende Giessstränge (11, 12) gegossen und in einer nachfolgenden Walzanlage (30) mit einer Anzahl von hintereinander angeordneten Walzgerüsten (31, 32) mit Walzenpaaren (33, 34) diese Giessstränge (11, 12) zu diesen Langprodukten (13, 14) gewalzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass
    die wenigstens zwei nebeneinander verlaufenden Giessstränge (11, 12) zumindest in dem ersten der Walzgerüste (31, 32) mit jeweils nur einem einzigen Walzenpaar (33, 34) pro Walzgerüst (31, 32) gewalzt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei, drei oder vier nebeneinander verlaufende Giessstränge mit zueinander sich verschmälernden Abständen derart in die Walzanlage geleitet werden, dass sie von den Walzgerüsten jeweils nur von einem Walzenpaar gewalzt werden, welches je mit zwei, drei oder vier kalibrierten Öffnungen versehen ist, die jeweils den definierten Querschnitt des zu walzenden Strangs bilden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Giessstränge (11, 12) von der Vertikalen in einem Radius und nachfolgend in eine annähernd horizontale Richtung auf eine gleiche horizontale Ebene (25) zu der Walzanlage (30) geführt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    wenigstens eine Steuer- bzw. Regelungseinrichtung der Walzgeschwindigkeiten bei der Walzanlage (30) in Verbindung mit den Giessgeschwindigkeiten der Giessstränge vorhanden ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Giessstränge (11, 12) vor dem Eintritt in das erste Walzenpaar (33, 34) der Walzanlage (30) um einen vorgegebenen Winkel verdreht werden, wobei die Rollen der Walzenpaare (33, 34) für die Aufnahme der verdrehten Giessstränge (11, 12) jeweils mit einer angepassten kalibrierten Öffnung (35, 36) mit einem entsprechenden Querschnitt mit einer Rauten-, Quadrat- oder ähnlichen Form ausgebildet sind.
  7. Giesswalzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Stranggiessmaschine (20) für wenigstens zwei nebeneinander verlaufende Giessstranglinien und einer nachfolgenden Walzanlage (30) mit einer Anzahl von hintereinander angeordneten Walzgerüsten mit Walzenpaaren, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Walzanlage (30) eine Zuführeinrichtung (29) der wenigstens zwei nebeneinander verlaufenden Giessstranglinien vorgesehen ist, mittels welcher die Giessstränge (11, 12) insbesondere bei einem direkten Überführen vom Giessen in die Walzanlage (30) um einen bestimmten Winkel nach innen und nach einer gewissen Distanz um denselben Winkel wieder in die Giess- bzw. Walzrichtung biegbar sind, so dass sie zum Einführen in die Öffnungen (35, 36) der hintereinander angeordneten Walzenpaare (33, 34) der Walzgerüsten (31, 32) ausgerichtet sind.
  8. Giesswalzanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass den Giessstranglinien mehrere Führungs- und Richtrollen (24) bzw. Stützrollen (22) in einer solchen Anordnung zugeordnet sind, dass die darin geführten Giessstränge (11, 12) von einer Vertikalen mit einem Radius und nachfolgend durch eine annähernd horizontale Richtung auf eine horizontale Ebene (25) zu der Walzanlage (30) ausziehbar sind.
  9. Giesswalzanlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    für jede der Giessstranglinien eine bei den Führungs- und Richtrollen (24) integrierte Verdrehvorrichtung (23) für die Giessstränge (11, 12) vor dem ersten Walzenpaar (33, 34) der Walzanlage (30) vorhanden ist, durch welche der jeweilige Giessstrang (11, 12) um einen vorgegebenen Winkel verdrehbar ist.
  10. Giesswalzanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
    bei der Stranggiessmaschine (20) eine Regelungseinrichtung zur Erzielung zumindest von gleichen Abzugsgeschwindigkeiten der Giessstränge vorhanden ist, wobei entsprechende Messmittel für das Ermitteln der Abzugsgeschwindigkeiten bzw. der Strangverläufe verwendbar sind, deren Messergebnisse von der Regelungseinrichtung ausgewertet und bei Abweichungen der beiden Stränge zueinander Korrekturen der Abzugsgeschwindigkeiten vorgenommen werden.
  11. Giesswalzanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Giessstranglinien nach den Führungs- und Richtrollen (24) bzw. Stützrollen (22) eine Schneideinrichtung (26) zum Trennen der Giessstränge (11, 12) und eine Evakuierungseinrichtung (19) zum Entfernen der geschnittenen Stränge (12') insbesondere bei einer Betriebsstörung in der Walzanlage aufweisen.
  12. Giesswalzanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem metallurgischen Gefäss (15) mit für jede Giessstranglinie je einem Ausguss, einem an diesem angeordneten Regelorgan (16), vorzugsweise einem Schiebeverschluss oder einem Stopfen, und mit je einer Kokille (21), wobei jeweils ein Giessrohr (17) unterhalb des Regelorgans (16) angeordnet ist, mittels welchem die Metallschmelze in die Kokille (21) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Giessrohr (17) im Giesszustand mit seinem unteren Ende oberhalb des Badspiegels der Metallschmelze in der Kokille (21), vorzugsweise 20 bis 50 mm, positioniert und somit nicht in das Bad eingetaucht ist.
  13. Giesswalzanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Spülvorrichtung für die Zufuhr von inertem Gas, wie Argon oder Stickstoff, das Giessrohr (17) und/oder den Giessstrahl umgibt, durch welche ein den aus dem Giessrohr austretenden Metallstrahl abdichtender Gasschirm erzeugt wird.
  14. Giesswalzanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass
    zwischen der Innenwandung der Kokille (21) und der Metallschmelze im Giesszustand ein Öl zur Schmierung zuführbar ist.
  15. Giesswalzanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass
    zwei oder mehr Giessstränge (11, 12) nah zusammen in getrennten Kokillen (21) mit je einem Regelorgan für den Stahlzufluss in derselben, aber nur über eine Oszillier- und Auszieheinrichtung vergiessbar sind.
  16. Giesswalzanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Walzanlage (30) aufgrund des endabmessungsnahen Giessens ohne sogenannte Vorstrasse mit einer Anzahl von Walzgerüsten vorgesehen ist.
  17. Giesswalzanlage nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
    dass die Giessstränge (11, 12) in wenigstens ein Walzgerüst (31) mit jeweils nur einem einzigen Walzenpaar (33, 34) und nachfolgend die zu walzenden Stränge jeweils in separate Walzgerüste leitbar sind, bei denen die Stränge einzeln walzbar sind.
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CN113857446A (zh) * 2021-09-28 2021-12-31 张明 结晶器熔体分配和换热分离的金属铸连轧方法及设备

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