WO2024115360A1 - VERFAHREN ZUM BEARBEITEN EINES GIEßSTRANGS - Google Patents

VERFAHREN ZUM BEARBEITEN EINES GIEßSTRANGS Download PDF

Info

Publication number
WO2024115360A1
WO2024115360A1 PCT/EP2023/083120 EP2023083120W WO2024115360A1 WO 2024115360 A1 WO2024115360 A1 WO 2024115360A1 EP 2023083120 W EP2023083120 W EP 2023083120W WO 2024115360 A1 WO2024115360 A1 WO 2024115360A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
width
cast strand
rolling
upsetting
strand
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/083120
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Breuer
Thomas Daube
Original Assignee
Sms Group Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sms Group Gmbh filed Critical Sms Group Gmbh
Publication of WO2024115360A1 publication Critical patent/WO2024115360A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • B21B1/22—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 plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/224—Edge rolling of flat products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/46—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting
    • B21B1/463—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling metal immediately subsequent to continuous casting in a continuous process, i.e. the cast not being cut before rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/06—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged vertically, e.g. edgers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B15/0007—Cutting or shearing the product
    • B21B2015/0014—Cutting or shearing the product transversely to the rolling direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2201/00—Special rolling modes
    • B21B2201/14—Soft reduction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2261/00—Product parameters
    • B21B2261/02—Transverse dimensions
    • B21B2261/06—Width

Definitions

  • the invention relates to a method for processing a cast strand with the aid of an upsetting device.
  • the back spreading is often undefined in the current state of the art, which in turn leads to undesirable problems when threading the cast strand into downstream hot rolling stands.
  • the invention is based on the object of developing a known method for processing, in particular for upsetting, a cast strand made of metal in such a way that a desired target width is achieved for the cast strand after flat rolling.
  • the method according to the invention advantageously ensures that the width of the cast strand after upsetting and subsequent flat rolling is not arbitrary or random, but rather that the cast strand then has exactly the desired target width W2. According to the invention, this is ensured by taking into account, on the one hand, the constancy of the mass flow and, on the other hand, the re-spreading of the cast strand through the horizontal rolling stand when dimensioning the extent of upsetting.
  • Upsetting the cast strand using the upsetting device enables a decoupling of the casting width WO and the rolling width W2, because upsetting allows an intermediate width W1 to be set in the cast strand so that the desired target width W2 is later achieved. Upsetting also allows optimization of the throughput or production output of, for example, a casting and rolling plant and improves its process reliability.
  • flat rolling primarily refers to the levelling of edge areas of the cast strand, which are increased by compression compared to the centre of the cast strand.
  • extent of compression means the size, strength or degree of compression.
  • the term "constancy of mass flow” refers to the adjustment of the material throughput at the various units in question, which is necessary due to the direct coupling of the continuous casting in the casting machine with the downstream rolling stands, in this case the upsetting device and the horizontal rolling stand.
  • the coupling is made possible by the endless casting strand, which is not severed between the outlet of the casting machine and the upsetting device.
  • the casting machine works advantageously with a constant casting speed in order to keep the essential parameters during casting operation, such as oscillation of the mold, strand cooling in the strand guide of the casting machine and speed of the strand guide rollers in the strand guide, as constant as possible.
  • the upsetting device and the horizontal rolling stand are equipped with very powerful drive motors that could have a direct effect on the casting speed if the mass flows in the casting machine and the said rolling stands were to deviate from one another. These repercussions due to unadjusted mass flow at the rolling stands usually lead to surface defects on the cast strand and can even lead to breakages in the cast strand in the solidification area.
  • Both the upsetting device and the horizontal stand for flat rolling influence the cross-sectional area of the cast strand at the exit of the respective rolling stand. This change in cross-sectional area is directly reflected in the mass flow.
  • the rolling stands are equipped with adjustable main drives, which essentially perform the forming work.
  • the mass flow is adjusted by a suitable selection of the roll speed on the rolling stands.
  • it is therefore essential to adapt the rolling speed and thus the roll speeds of the rolling stands to the initial width of the cast strand WO and, if necessary, also when the width of the cast strand changes.
  • the description includes eight figures, of which
  • Figure 1 shows the method according to the invention using the example of a
  • Figure 2 shows the differences in the profile of a cast strand with different degrees of compression
  • Figures 4 I) to 4IV) show the upsetting process according to the invention when a width wedge occurs in the cast strand, which tapers over time, at different points in time I), II), III) and IV) in a plan view of the cast strand;
  • Figure 5 in an upper figure the change of parameters
  • Figures 6 I) to 6 IV) show the upsetting process according to the invention when a width wedge occurs in the cast strand, which widens over time, at different times I), II), III) and IV) in a plan view of the cast strand;
  • Fig. 7 the change in the width W1 of the cast strand behind the upsetting device at the different times I), II), III) and IV);
  • Figure 1 illustrates the method according to the invention, in which a cast strand 20 is first compressed after it emerges from a casting machine 200.
  • the cast strand is produced in the casting machine 200 by filling liquid metal into a mold, not shown in Figure 1, and subsequently pulling the cast strand 20 out of the mold.
  • the compression of the cast strand 20 is carried out with the aid of a compression device 12, which compresses the cast strand from its initial width WO to a smaller intermediate width W1.
  • the upsetting device 12 can be either an upsetting press or a vertical rolling stand with rollers, which are shown symbolically for the entire upsetting device 12 in Figure 1.
  • the cast strand 20 Before entering the upsetting device 12, the cast strand 20 has the rectangular profile shown with the said initial width WO and the height HO.
  • the material of the cast strand 20 is displaced in the width direction, particularly at its edges, and the material therefore moves upwards and downwards at the edges of the cast strand.
  • the height H1 is typically significantly greater than the original height or thickness of the cast strand HO.
  • the width of the cast strand is reduced from WO to W1.
  • the dog bone profile shown is, as mentioned, unfavourable for the entry into a downstream hot strip mill 300. Therefore, the compressed cast strand 20 is flat-rolled before it enters the hot rolling mill using a flat rolling stand or horizontal rolling stand 14. In particular, the edges of the cast strand 20 are levelled so that the cast strand again has a desired rectangular profile after flat rolling, this time with the target width W2 and the height or thickness H2. The following relationship applies:
  • W2>W1 (I) i.e., the cast strand widens back - particularly in a state where there is largely no tensile stress. At high tensile stress, the width of the cast strand can also be reduced. However, this case is not the subject of the invention. Because according to the invention the upsetting of the cast strand 20, ie the intermediate width W1 realized by the upsetting, takes into account the constancy of the mass flow and the back spreading during horizontal rolling, it can be ensured that the resulting width W2 of the cast strand 20 downstream of the horizontal rolling stand 14 is not arbitrary, but corresponds to a desired target width W2.
  • Fig. 2 illustrates the effects of different degrees of compression on the re-expansion of the cast strand.
  • the cast strand 20 after compression initially has the profile shown at the top left with the width W1 (1 ) and the height H1 (1 ). After the subsequent flat rolling, this results in the profile of the cast strand 20 shown below with the new width W2 (1 ) and the height H2 (1 ).
  • the following relationships apply:
  • W2 (1 ) is greater than W1 (1 ) and H2 (1 ) is smaller than H1 (1 ) (III)
  • Fig. 2 shows the same cast strand 20, but in the second embodiment shown here (2) it was assumed that it was compressed more strongly in the compression device 12 than in the first embodiment (1). This results in the dog bone profile shown with the width W1 (2) and H1 (2). In comparison to the first embodiment (1), the following applies:
  • Fig. 3 illustrates in its upper illustration the relationship between the so-called compression dimension W0-W1, realized in the compression device 12, in which the width of the cast strand is reduced from the width WO to the width W1, and the achieved width reduction of the cast strand after the flat pass W0-W2 no flat rolling.
  • the cast strand in the horizontal rolling stand 14 typically experiences a widening to the initial width W2; see also Fig. 1.
  • the width W2 is, however, typically still smaller than the initial width WO, which is why above we refer to a width reduction of the cast strand after the flat pass W0-W2.
  • the following regressed relationship was determined from operational measurement data. The following applies:
  • CO, C1 are constant at an operating point, but they are dependent on the initial width of the cast strand WO when leaving the casting machine, the thickness of the cast strand and/or the material from which the cast strand is made, and must be adjusted in order to cover a large geometry spectrum for the cast strand.
  • operating point is meant that the regression found is applicable within a range of +/- 10% of the sizes WO and the thickness of the cast strand 20.
  • Co and C1 are always ⁇ 1 .
  • Formula (VIII) states the following with reference to Fig. 1: In order to ensure that - taking into account the constancy of the mass flow and the back spreading through the horizontal rolling stand 14 - the desired/specified constant target width W2 is established downstream of the horizontal rolling stand 14, the cast strand 20 must be compressed to the width W1 depending on its initial width WO using the compression device 12. According to formula (VIII), the required compression width W1 of the cast strand 20 after it has been compressed - at least approximately - is to be selected inversely proportional to the initial width or casting width WO of the cast strand, ie: the larger the casting width Wo, the smaller the compression width W1 must be selected in order to achieve the target width W2.
  • Figures 1 to 3 illustrate the upsetting process according to the invention with a constant casting width WO of the cast strand when leaving the casting machine 200
  • Figures 4 to 6 show the upsetting process according to the invention with a change in the casting width of the cast strand 20 when leaving the casting machine 200, ie with the presence of a width wedge 22 in the cast strand 20 before reaching the upsetting device 12.
  • Fig. 4 shows an endless cast strand 20, the width of which changed during its production in the mold of the casting machine 200, and in this example was reduced over time. This change results in a width wedge 22 and is referred to below as A WO.
  • Figures 4 and 5 serve to illustrate the upsetting process according to the invention in the case of the said variable cast strand width WO.
  • Figure 4 shows a plan view of the rolling mill in the area of the stand group, upsetting device 12 and horizontal rolling stand 14, at different points in time, which are designated I), II), III) and IV).
  • a WO WO - WOnew Width change of the cast strand in the casting machine
  • AW1 W1 - W1 new Width change of the cast strand in the upsetting device
  • Formula (IX) results when formula (VIII) is considered for differential values, specifically for changes in the initial width AWO.
  • Formula (IX) describes how the upsetting width W1 must be changed in the event of a change in WO, i.e. in the case of a width wedge 22 - taking into account the constancy of the mass flow and the back-spreading through the horizontal rolling stand 14 - in order to ensure that the desired/specified constant target width W2 is established downstream of the horizontal rolling stand 14.
  • the upper illustration in Figure 5 shows the basic temporal progression, i.e. the changes in the widths WO, W1 and W2 of the cast strand 20 according to Fig. 4 as it passes through the upsetting device 12 and the horizontal rolling stand 14.
  • the upsetting width must be increased from W1 to W1new at a later time in order to keep the target width W2 at the exit of the horizontal rolling stand 14 constant over time.
  • FIG. 5 shows the temporally parallel progression of the speeds of the work rolls on the vertical stand n_VS and on the horizontal stand n_HS for maintaining the constant mass flow.
  • the necessary corrections are applied to the adjustment systems of the rolling stands 12 and 14 and carried out in a timely and location-appropriate manner.
  • the speeds of the drives of the rollers of the rolling stands 12 and 14 must be set in their speeds according to Fig. 5 depending on the cross-sectional changes of the cast strand 10 specified by the width wedge in the different time phases I), II), III) and IV) in order to be able to keep the mass flow impressed by the casting machine 200 constant.
  • the roller speeds of the vertical and horizontal stands are designated n_VS and n_H.
  • Figures 6 I) to 6 IV) relate to the opposite case to Figures 4 and 5: If the original starting width WO of the cast strand 20 with the width wedge 22 increases over time to a new starting width WOnew, then the extent of the compression must be reduced from the original intermediate width W1 to the smaller new intermediate width W1new.
  • Fig. 7 illustrates the change of W1 over the different points in time I), II), III) and IV) according to Fig. 6. Conversely to Figure 5, upper figure, in Fig.
  • the upsetting width W1 must be reduced, starting from the time t1 when the width wedge 22 enters the upsetting device 12.
  • Fig. 8 relates to the case where the cast strand 20 has a predetermined separation point 24, marked in Fig. 8 with a thick dash-dot horizontal line.
  • individual slabs 26 are later separated from the initially endless cast strand 20, ie downstream of the horizontal rolling stand 14.
  • the slabs 26 are later finish-rolled in the subsequent hot rolling or finishing mill 300; see Fig. 1 .
  • the head of the remaining endless cast strand and, at the same time, the foot of the separated slab 26 are created. The head and the foot are each free ends of the cast strand or the slab.
  • the method according to the invention provides the following preventive measures:
  • Fig. 8 shows the time sequence when the stand group, upsetting device 12 and horizontal rolling stand 14, passes through the intended separation point 24.
  • the separation can be used to set a new strip width W2new.
  • Figures I) to V) in Fig. 8 show the time sequence: I)
  • the casting process runs with, for example, a constant initial width WO of the cast strand 20.
  • the previous width of the cast strand 20 after compression is W1 with a constant initial width WO or W1 new with a non-constant width; see the description of the width wedge 22 above.
  • the intended separation point 24 runs into the upsetting device 12.
  • the upsetting device is moved further to the position W1 ' or WTneu with W1 ' ⁇ W1 or WTneu ⁇ W1 neu. This means: Compared to the upsetting width W1 or W1 neu already achieved, the cast strand 20 is further upset locally at the separation point 24 to the width W1 ' or W1 'neu.
  • a locally limited additional width reduction occurs.
  • the upsetting device 12 moves a little further to a new upsetting width W1".
  • the width W1" can correspond to the previous upsetting width W1 or W1 new, or it can also deviate from it, i.e. be larger or smaller.
  • the width W2" is created downstream of it by re-widening.
  • the return to the width W1" can, but does not have to, be used to set a new desired width W2" downstream of the horizontal rolling stand 14.
  • the slab 26 is separated from the cast strand 20 at the narrowest point with the width WT or WTneu, i.e. at the marked separation point 24.
  • roller speeds must be corrected in order to maintain the constant mass flow when the upsetting device 12 is in Form of a vertical rolling stand.
  • the roll speeds must be increased briefly and then adjusted to a new setting value.
  • a suitable tracking of the intended separation point 24 is necessary in order to control the individual actuators, i.e. in particular the adjusting device on the roll stands for changing the roll gap and the speed of the rolls, in a timely and location-appropriate manner and to carry out the corrections and to hit the intended separation point 24 during the cut.
  • the setting of the upsetting device 12 in step II) in Fig. 8 is carried out in a jerky manner with an immediately subsequent re-opening of the upsetting device 12 to the width W1".
  • a notch with a notch depth D or D' is created in the edge areas on both sides of the cast strand 20 at the level of the separation point 24.
  • the notch depth D as half the difference between the intermediate width W1 and the smaller intermediate width WT is as follows:
  • the described embodiments can be combined by superposition, depending on the production situation, and thus allow an adjustment of the desired strip width W2 during rolling.
  • the upsetting of the cast strand 20 by the upsetting device 12 enables a decoupling of the casting width WO and the rolling width W2, because the upsetting creates such an intermediate width W1 at the cast strand can be adjusted so that the desired target width W2 is achieved later.
  • Upsetting also allows optimization of the throughput or production output, e.g. of a casting and rolling plant, and improves its process reliability.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Gießstranges aus Metall, insbesondere Stahl, aufweisend folgende Schritte: ● Gießen von flüssigem Metall in eine Kokille in einer Gießmaschine zum Erzeugen des endlosen Gießstranges (20) mit einer Ausgangsbreite (W0); ● Stauchen des Gießstranges (20) mit Hilfe einer Staucheinrichtung (12) von der Ausgangsbreite (W0) auf eine geringere Zwischenbreite (W1); und - Flachwalzen des Gießstranges (20) mit Hilfe eines Horizontalwalzgerüstes (14), wodurch die Dickenverteilung des Gießstranges (20) über seiner Breite nach dem Stauchen eingeebnet und die Breite des Gießstranges (20) von der Zwischenbreite (W1) auf eine Breite (W2) nach dem Flachwalzen vergrößert wird. Um bei diesem bekannten Verfahren nach dem Flachwalzen bei dem Gießstrang (20) eine gewünschte Zielbreite (W2) zu erzielen, sieht das Verfahren weiter vor, dass das Stauchen des Gießstrangs (20) auf eine solche Zwischenbreite (W1) erfolgt, dass sich als die Breite des Gießstrangs (20) nach dem Flachwalzen - unter Berücksichtigung der Konstanz Massenflusses und der Rückbreitung durch das Horizontalwalzgerüst (14) - stromabwärts des Horizontalwalzgerüstes (14) die gewünschte Zielbreite (W2) einstellt.

Description

Verfahren zum Bearbeiten eines Gießstrangs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines Gießstrangs mit Hilfe einer Staucheinrichtung.
Ein derartiges Verfahren ist im Stand der Technik hinlänglich bekannt, z.B. aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 925 850 A2. Aus dieser Druckschrift ist es bekannt, zunächst einen endlosen Gießstrang herzustellen, indem flüssiges Metall in eine Kokille gegossen und der dabei entstehende Gießstrang sodann aus der Kokille herausgezogen wird. Der Gießstrang hat dann eine von der Kokille vorgegebene Ausgangsbreite. Der Gießstrang wird sodann mit Hilfe der besagten Staucheinrichtung gestaucht, um sicher zu stellen, dass er zumindest in einem Abschnitt eine möglichst gleichmäßige Breite aufweist. Durch das Stauchen verändert sich der Querschnitt des Gießstrangs in ein sogenanntes Hundeknochenprofil. Dieses führt dann beim Einlaufen in eine nachgeordnete Walzstraße oftmals zu unerwünschten Formen am Anfang und am Ende einer später vom dem Gießstrang abgetrennten Bramme. Um diese unerwünschten Effekte zu vermeiden, ist es aus der besagten europäischen Patentanmeldung bekannt, den gestauchten Gießstrang vor seinem Einlauf in eine nachgeschaltete Warmwalzstraße mit Hilfe eines Horizontalwalzgerüstes flach zu walzen. Durch das Flachwalzen wird das Hundeknochenprofil des Gießstrangs eingeebnet. Auch wenn bei dem Flachwalzen keine signifikante Dickenreduzierung des Gießstrangs erfolgt, so erfährt der Gießstrang durch das Flachwalzen dennoch auch eine gewisse Rückbreitung gegenüber seiner Zwischenbreite, die sich nach dem Stauchen eingestellt hatte.
Die Rückbreitung ist im Stand der Technik oftmals Undefiniert, was wiederum zu unerwünschten Problemen beim Einfädeln des Gießstrangs in nachgeordnete Warmwalzgerüste führt. i Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren zum Bearbeiten, insbesondere zum Stauchen eines Gießstranges aus Metall dahingehend weiterzubilden, dass sich nach dem Flachwalzen eine gewünschte Zielbreite bei dem Gießstrang einstellt.
Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass das Stauchen des Gießstrangs auf eine solche Zwischenbreite erfolgt, dass sich als die Breite des Gießstrangs nach dem Flachwalzen - unter Berücksichtigung der Konstanz des Massenflusses und der Rückbreitung durch das Horizontalwalzgerüst - stromabwärts des Horizontalwalzgerüstes die gewünschte Zwischenbreite einstellt.
Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet vorteilhafterweise, dass die Breite des Gießstrangs nach dem Stauchen und dem anschließenden Flachwalzen nicht etwa beliebig ist oder sich zufällig einstellt, sondern dass sich dann vielmehr genau eine gewünschte Zielbreite W2 bei dem Gießstrang einstellt. Erfindungsgemäß wird dies sichergestellt, indem zum einen die Konstanz des Massenflusses und zum anderen die Rückbreitung des Gießstrangs durch das Horizontalwalzgerüst bei der Dimensionierung des Ausmaßes des Stauchens berücksichtigt werden.
Anders ausgedrückt: Das Stauchen des Gießstrangs durch die Staucheinrichtung ermöglicht eine Entkopplung von Gießbreite WO und Walzbreite W2, weil durch das Stauchen eine solche Zwischenbreite W1 bei dem Gießstrangs eingestellt werden kann, dass sich später die gewünschte Zielbreite W2 einstellt. Das Stauchen erlaubt auch eine Optimierung des Durchsatzes bzw. der Produktionsleistung z.B. einer Gießwalzanlage und verbessert deren Prozesssicherheit.
Der Begriff „Flachwalzen“ meint primär ein Einebnen von Randbereichen des Gießstrangs, die durch das Stauchen gegenüber der Mitte des Gießstrangs erhöht sind. Der Begriff „Ausmaß“ des Stauchens meint die Größe, die Stärke oder den Grad des Stauchens.
Der Begriff „Konstanz des Massenflusses“ meint den aufgrund der direkten Kopplung des Stranggießens in der Gießmaschine mit den nachgeordneten Walzgerüsten, hier Staucheinrichtung und Horizontalwalzgerüst, notwendigen Abgleich des Materialdurchsatzes an den verschiedenen besagten Aggregaten. Die Kopplung besteht durch den endlosen Gießstrang, der zwischen dem Ausgang der Gießmaschine und der Staucheinrichtung nicht durchtrennt wird.
Unter Vernachlässigung der Temperaturverluste hat es sich in der Praxis bewährt, das Produkt von Geschwindigkeit und Querschnitt des Gießstrangs als Maß für den Massendurchsatz bzw. Massenfluss am Ausgang jeweils eines der Aggregate zu betrachten.
Die Gießmaschine arbeitet vorteilhaft mit einer konstanten Gießgeschwindigkeit, um die wesentlichen Parameter beim Gießbetrieb, wie z.B. Oszillation der Kokille, Strangkühlung in der Strangführung der Gießmaschine und Drehzahl der Strangführungsrollen in der Strangführung, möglichst konstant zu halten. Die Staucheinrichtung und das Horizontalwalzgerüst sind mit sehr leistungsfähigen Antriebsmotoren ausgerüstet, die unmittelbar auf die Gießgeschwindigkeit einwirken könnten, wenn die Massenflüsse in der Gießmaschine und den besagten Walzgerüsten voneinander abweichen würden. Diese Rückwirkungen durch unangepassten Massenfluss an den Walzgerüsten führt i.d.R. zu Oberflächendefekten an dem Gießstrang und kann bis zu Durchbrüchen des Gießstranges im Erstarrungsbereich führen.
Sowohl die Staucheinrichtung als auch das Horizontalgerüst zum Flachwalzen beeinflussen die Querschnittsfläche des Gießstrangs am Ausgang des jeweiligen Walzgerüsts. Diese Querschnittsflächenveränderung geht unmittelbar in den Massenfluss ein. Die Walzgerüste sind mit regelbaren Hauptantrieben versehen, die wesentlich die Umformarbeit leisten. Die Einstellung des Massenflusses erfolgt durch eine geeignete Wahl der Walzendrehzahl an den Walzgerüsten. Für die erfindungsgemäße Aufgabe ist es somit wesentlich, die Walzgeschwindigkeit und somit die Walzendrehzahlen der Walzgerüste an die Ausgangsbreite des Gießstrangs WO und ggf. bei Änderung der Breite des Gießstrangs ebenfalls anzupassen.
Bei einer höheren Breitenreduktion, d.h. bei einer stärkeren Stauchung, muss die Drehzahl der Walzen entsprechend erhöht werden, so dass die Konstanz des Massenflusses erhalten bleibt, und umgekehrt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Beschreibung sind acht Figuren beigefügt, wobei
Figur 1 das erfindungsgemäße Verfahren am Beispiel eines
Gießstrangs mit konstanter Breite am Eingang einer Staucheinrichtung;
Figur 2 die Unterschiede im Profil eines Gießstrangs bei unterschiedlich starker Stauchung;
Figur 3 Graphen, die die Abhängigkeit von W0-W2 als
Funktion des Strauchmaßes W0-W1 und die Abhängigkeit von W1 als Funktion der Ausgangsbreite WO des Gießstrangs bei dem Verlassen der Gießmaschine;
Figuren 4 I) bis 4IV) den erfindungsgemäßen Stauchvorgang bei Auftreten eines Breitenkeils im Gießstrang, der sich im Zeitablauf verjüngt, zu verschiedenen Zeitpunkten I), II), III) und IV) in einer Draufsicht auf den Gießstrang; Figur 5 in einer oberen Abbildung die Änderung der Parameter
WO, W1 und W2 bei dem Stauchvorgang gemäß Fig. 4 über der Zeit t, und in einer unteren Abbildung die notwendige Änderung der Drehzahlen der Walzen der Staucheinrichtung und der Walzen des Horizontalwalzgerüstes bei dem Stauchvorgang gemäß Fig. 4 über der Zeit t;
Figuren 6 I) bis 6 IV) den erfindungsgemäßen Stauchvorgang bei Auftreten eines Breitenkeils im Gießstrang, der sich im Zeitablauf verbreitert, zu verschiedenen Zeitpunkten I), II), III) und IV) in einer Draufsicht auf den Gießstrang;
Fig. 7 die Veränderung der Breite W1 des Gießstrangs hinter der Staucheinrichtung zu den verschiedenen Zeitpunkten I), II), III) und IV); und
Fig. 8 den erfindungsgemäßen Stauchvorgang des
Gießstrangs mit einer markierten Trennstelle zu verschiedenen Zeitpunkten I), II), III), IV) und V) in einer Draufsicht auf den Gießstrang; veranschaulicht.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Figur 1 veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem ein Gießstrang 20 nach seinem Austritt aus einer Gießmaschine 200 zunächst gestaucht wird. Der Gießstrang wird in der Gießmaschine 200 durch Einfüllen von flüssigem Metall in eine Kokille, in Figur 1 nicht gezeigt, und nachträgliches Herausziehen des Gießstrangs 20 aus der Kokille erzeugt. Das Stauchen des Gießstrangs 20 erfolgt mit Hilfe einer Staucheinrichtung 12, die den Gießstrang von seiner Ausgangsbreite WO auf eine geringere Zwischenbreite W1 zusammendrückt.
Bei der Staucheinrichtung 12 kann es sich entweder um eine Stauchpresse oder ein Vertikalwalzgerüst mit Rollen handeln, die in Figur 1 symbolisch für die gesamte Staucheinrichtung 12 dargestellt sind.
Vor seinem Eintritt in die Staucheinrichtung 12 hat der Gießstrang 20 das gezeigte Rechteckprofil mit der besagten Ausgangsbreite WO und der Höhe HO. Durch das Stauchen wird das Material des Gießstrangs 20 insbesondere an dessen Rändern in Breitenrichtung verdrängt und das Material weicht deshalb an den Rändern des Gießstrangs nach oben und nach unten aus. Dadurch entsteht das in Fig. 1 gezeigte Hundeknochenprofil mit der gezeigten Überhöhung der Ränder auf die Gesamthöhe H1. Die Höhe H1 ist typischerweise deutlich größer als die ursprüngliche Höhe bzw. Dicke des Gießstrangs HO. Durch das Stauchen reduziert sich die Breite des Gießstrangs von WO auf W1 .
Das gezeigte Hundeknochenprofil ist, wie gesagt, ungünstig für den Einlauf in eine nachgeordnete Warmbandstraße 300. Deshalb wird der gestauchte Gießstrang 20 vor seinem Einlauf in die Warmwalzstraße mit Hilfe eines Flachwalzgerüstes bzw. Horizontalwalzgerüstes 14 flachgewalzt. Dabei werden insbesondere die Ränder des Gießstrangs 20 eingeebnet, so dass der Gießstrang nach dem Flachwalzen wieder ein gewünschtes Rechteckprofil bekommt, diesmal mit der Zielbreite W2 und der Höhe bzw. Dicke H2. Dabei gilt folgende Beziehung:
W2>W1 (I) d.h. es tritt - insbesondere in weitgehend zugspannungsfreiem Zustand - eine Rückbreitung des Gießstrangs ein. Bei hoher Zugspannung kann auch eine Verringerung der Breite des Gießstrangs eintreten. Dieser Fall ist jedoch nicht Gegenstand der Erfindung. Weil erfindungsgemäß das Stauchen des Gießstrangs 20, d.h. die durch das Stauchen realisierte Zwischenbreite W1 unter Berücksichtigung der Konstanz des Massenflusses und der Rückbreitung bei dem Horizontalwalzen erfolgt, kann sichergestellt werden, dass die sich einstellende Breite W2 des Gießstrangs 20 stromabwärts des Horizontalwalzgerüstes 14 nicht etwa beliebig ist, sondern einer gewünschten Zielbreite W2 entspricht.
Für die Dicke bzw. die Höhe H2 des Gießstrangs 20 nach dem Flachwalzen gilt:
H2<H1. (II)
Fig. 2 veranschaulicht die Auswirkungen von unterschiedlich starkem Stauchen auf die Rückbreitung des Gießstrangs. Bei dem in der linken Hälfte von Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel (1) hat der Gießstrang 20 nach dem Stauchen zunächst das links oben gezeigte Profil mit der Breite W1 (1 ) und der Höhe H1 (1). Nach dem anschließenden Flachwalzen resultiert daraus das darunter gezeigte Profil des Gießstrangs 20 mit der neuen Breite W2 (1) und der Höhe H2 (1 ). Es gelten folgende Beziehungen:
W2 (1 ) ist größer als W1 (1 ) und H2 (1 ) ist kleiner als H1 (1 ) (III)
In der rechten Hälfte von Fig. 2 ist der derselbe Gießstrang 20 gezeigt, allerdings wurde bei dem hier gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel (2) vorausgesetzt, dass er in der Staucheinrichtung 12 stärker gestaucht wurde als in dem ersten Ausführungsbeispiel (1 ). Es resultiert daraus das gezeigte Hundeknochenprofil mit der Breite W1 (2) und H1 (2). Im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel (1) gilt:
W1 (2) < W1 (1 ) und H1 (2) > H1 (1 ). (IV) Das Hundeknochenprofil in Fig. 2 rechts oben verändert sich durch das Flachwalzen in das darunter gezeigte Rechteckprofil mit der neuen Breite W2 (2) und der neuen Höhe bzw. Dicke H2 (2). Es gilt folgende Beziehung:
W2 (2) > W1 (2) und H2 (2) < H1 (2). (V)
Zwischen den Rechteckprofilen des Gießstrangs nach dem Flachwalzen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (1) und dem zweiten Ausführungsbeispiel (2) gelten folgende Beziehungen:
W2 (2) > W2 (1 ) und H2 (2) < H2 (1 ). (VI)
Das heißt: Wenn ein und derselbe Gießstrang 20 stärker gestaucht wird, erfährt er durch das Flachwalzen eine größere Rückbreitung. Dies liegt darin begründet, dass die Überhöhungen des Hundeknochenprofils im Falle der stärkeren Stauchung höher ausfallen als im Falle einer nur geringeren Stauchung. Dies bedeutet, dass beim Flachwalzen der Überhöhungen mehr Material verdrängt werden muss, was zwangsläufig zu einer größeren Breite des Gießstrangs nach dem Flachwalzen führt; das gilt insbesondere in zugspannungsfreiem Zustand des Gießstrangs.
Fig. 3 veranschaulicht in seiner oberen Abbildung den Zusammenhang zwischen dem sogenannten Stauchmaß W0-W1 , realisiert in der Staucheinrichtung 12, in der die Breite des Gießstrangs von der Breite WO auf die Breite W1 reduziert wird, und der erzielten Breitenreduktion des Gießstrangs nach dem Flachstich W0-W2 kein Flachwalzen. Gegenüber der gestauchten Breite W1 des Gießstrangs 20 am Ausgang der Straucheinrichtung 12 erfährt der Gießstrang in dem Horizontalwalzgerüst 14 typischerweise eine Breitung auf die Ausgangsbreite W2; siehe auch Fig. 1. Die Breite W2 ist aber typischerweise immer noch kleiner als die Ausgangsbreite WO, weshalb oben von einer Breitenreduktion des Gießstrangs nach dem Flachstich W0-W2 gesprochen wird. Der folgende regressierte Zusammenhang wurde aus Betriebsmessdaten ermittelt. Es gilt:
Wo-W2 « Co + Ci (W0-W1 ), (VII) siehe den oberen Graphen in Fig. 3, und weiter umgeformt
W1 « -(1-C1)/C1*W0 + (C0+W2)/C1 , (VIII) siehe den unteren Graphen in Fig. 3, wobei
CO, C1 kontant sind in einem Arbeitspunkt, jedoch sind sie abhängig von der Ausgangsbreite des Gießstrangs WO bei Verlassen der Gießmaschine, der Dicke des Gießstrangs und/oder dem Werkstoff aus dem der Gießstrang gefertigt ist, anzupassen, um ein großes Geometriespektrum für den Gießstrang abzudecken. Mit „Arbeitspunkt“ ist gemeint, dass die gefundene Regression in einem Geltungsbereich von +/- 10% der Größen WO und der Dicke des Gießstrangs 20 anwendbar ist. Co und C1 sind immer <1 .
Die Formel (VIII) besagt unter Bezugnahme auf Fig. 1 Folgendes: Um sicherzustellen, dass sich - unter Berücksichtigung der Konstanz Massenflusses und der Rückbreitung durch das Horizontalwalzgerüst 14 - stromabwärts des Horizontalwalzgerüstes 14 die gewünschte/vorgegebene konstante Zielbreite W2 einstellt, muss der Gießstrang 20 in Abhängigkeit seiner Ausgangsbreite WO mit Hilfe der Staucheinrichtung 12 auf die Breite W1 gestaucht werden. Gemäß der Formel (VIII) ist die erforderliche Stauchbreite W1 des Gießstrangs 20 nach seiner Stauchung - zumindest näherungsweise - umgekehrt proportional zu der Ausgangsbreite bzw. Gießbreite WO des Gießstrangs zu wählen, d.h.: Je größer die Gießbreite Wo, desto kleiner ist die Stauchbreite W1 zu wählen, um die Zielbreite W2 zu erreichen. Während die Figuren 1 bis 3 den erfindungsgemäßen Stauchvorgang bei konstanter Gießbreite WO des Gießstrangs bei Verlassen der Gießmaschine 200 veranschaulichen, zeigen die Figuren 4 bis 6 den erfindungsgemäßen Stauchvorgang bei einer Änderung der Gießbreite des Gießstrangs 20 bei Verlassen der Gießmaschine 200, d.h. bei Vorhandensein eines Breitenkeils 22 in dem Gießstrang 20 vor Erreichen der Staucheinrichtung 12.
Fig. 4 zeigt einen endlosen Gießstrang 20, der bei seiner Erzeugung in der Kokille der Gießmaschine 200 in seiner Breite verändert, hier beispielhaft mit der Zeit reduziert wurde. Diese Veränderung resultiert in einem Breitenkeil 22 und wird nachfolgend als A WO bezeichnet.
Die Figuren 4 und 5 dienen zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Stauchvorganges im Falle der besagten variablen Gießstrangbreite WO. Dargestellt ist in Fig. 4 eine Draufsicht auf die Walzstraße im Bereich der Gerüstgruppe, Staucheinrichtung 12 und Horizontalwalzgerüst 14, zu verschiedenen Zeitpunkten, die mit I), II), III) und IV) bezeichnet sind.
I) zeigt den Gießstrang 20 mit dem lokalen Keil 22 in der Gießstrangbreite, der zur besseren Verfolgung seiner Position auch in den Abbildungen für die nachfolgenden Zeitpunkte II, III und IV schraffiert hervorgehoben ist und damit auch den zeitlichen Ablauf kenntlich macht.
II) stellt den Durchlauf des Breitenkeils 22 durch die Staucheinrichtung 12 dar. Sobald ein Trackingsystem zur Verfolgung des Gießstrangs das Auftreten des Breitenkeils 22 am Eingang der Staucheinrichtung 12 meldet, wird die Staucheinrichtung 12 proportional zu einer Verringerung der Breite WO im Zeitablauf weiter bzw. breiter gestellt; und umgekehrt. III) Der Gießstrang 20 läuft zwischen der Staucheinrichtung 12 und dem Horizontalwalzgerüst 14. Die Verbreiterung der Breite W1 im Zeitablauf nach dem Durchlaufen des Vertikalgerüsts als Reaktion auf die sich im Zeitablauf verjüngende Gießbreite WO ist erkennbar.
IV) Nach dem Flachstich in dem Horizontalwalzgerüst 14 ergibt sich die konstante gewünschte Ausgangsbreite W2, weil die unterschiedlichen Rückbreitungen vor, im und nach dem Breitenkeil des Gießstrangs durch erfolgte Änderungen im Stauchmaß bzw. in der Zwischenbreite W1 kompensiert wurden.
Die erforderlichen Änderungen AW1 in der Stärke der Stauchung durch die Staucheinrichtung 12 im Falle von einem Breitenkeil 22 in dem Gießstrang 20 lassen sich physikalisch durch folgende Formel beschreiben:
AW1 « -( 1 -C 1 )/C 1 *AW0 + (C0+W2)/C1 , (IX) mit
A WO = WO - WOneu Breitenänderung des Gießstrangs in Gießmaschine AW1 = W1 - W1 neu Breitenänderung des Gießstrangs in Staucheinrichtung
Die Formel (IX) ergibt sich, wenn die Formel (VIII) für differentielle Größen, konkret für Änderungen der Ausgangsbreite AWO betrachtet wird. Die Formel (IX) beschreibt, wie die Stauchbreite W1 im Falle einer Änderung von WO, d.h. im Falle eines Breitenkeils 22 - unter Berücksichtigung der Konstanz Massenflusses und der Rückbreitung durch das Horizontalwalzgerüst 14 - geändert werden muss, um sicherzustellen, dass sich stromabwärts des Horizontalwalzgerüstes 14 die gewünschte/vorgegebene konstante Zielbreite W2 einstellt.
Das heißt konkret: Wenn sich die ursprüngliche Ausgangsbreite WO mit dem Breitenkeil 22 im Zeitablauf auf eine neue Ausgangsbreite WOneu verkleinert, dann muss das Ausmaß des Stauchens von der ursprünglichen Zwischenbreite W1 auf eine neue Zwischenbreite W1 neu vergrößert werden; siehe Fig. 4 und auch die untere Abbildung in Fig. 3. Beim Flachstich im Horizontalgerüst 14 ergibt sich durch die unterschiedlichen Breitungen der Hundeknochenprofile im Zeitablauf eine konstante Auslaufbreite W2.
Die obere Abbildung in Figur 5 stellt den grundsätzlichen zeitlichen Verlauf, d.h. die Änderungen der Breiten WO, W1 und W2 des Gießstrangs 20 gemäß Fig. 4 bei Durchlauf durch die Staucheinrichtung 12 und das Horizontalwalzgerüst 14 dar. Konkret: Im Falle einer Reduzierung der Gießbreite WO auf die geringere Gießbreite WOneu in Form des Breitenkeils 22 muss zeitlich versetzt eine Vergrößerung der Stauchbreite von W1 auf W1 neu erfolgen, um die Zielbreite W2 am Ausgang des Horizontalwalzgerüstes 14 zeitlich konstant zu halten.
Die untere Abbildung in Fig. 5 zeigt für diesen Fall die zeitlich parallelen Verläufe der Drehzahlen der Arbeitswalzen am Vertikalgerüst n_VS sowie am Horizontalgerüst n_HS zur Aufrechterhaltung des konstanten Massenflusses. Durch ein geeignetes Verfolgungssystem (Tracking) werden zeit- und ortsgerecht die notwendigen entsprechenden Korrekturen auf die Stellsysteme der Walzgerüste 12 und 14 aufgeschaltet und durchgeführt.
Die Drehzahlen Antriebe der Walzen der Walzgerüste 12 und 14 müssen in Abhängigkeit der durch den Breitenkeil vorgegebenen Querschnittsänderungen des Gießstrangs 10 in den unterschiedlichen zeitlichen Phasen I), II), III) und IV) in ihren Drehzahlen gemäß Fig. 5 eingestellt werden, um den von der Gießmaschine 200 eingeprägten Massenfluss konstant halten zu können. In Fig. 5 sind die Walzendrehzahlen des Vertikal- und des Horizontalgerüst mit n_VS und n_H bezeichnet. Anders ausgedrückt: Beim Einlauf des Breitenkeils 22 mit WOneu < WO in die Staucheinrichtung 12 ab dem Zeitpunkt t1 muss eine Anpassung, hier konkret eine Reduzierung der Walzendrehzahlen n_VS des Vertikalwalzgerüstes und während des Durchlaufs des Breitenkeils 22 durch das Horizontalgerüst 14 ab dem Zeitpunkt t2 muss eine Anpassung, hier konkret ebenfalls eine Reduzierung der Walzendrehzahlen n_HS im Horizontalgerüst erfolgen. Konkret: Zeitgleich zur Vergrößerung der Stauchbreite W1 werden die Drehzahlen der Walzen beider Gerüste verringert. Eine erste Reduzierung der Walzendrehzahlen n_HS im Horizontalgerüst 14 muss bereits zum Zeitpunkt t1 , also bevor der ursprüngliche Breitenkeil 22 das Horizontalwalzgerüst 14 erreicht erfolgen, weil mit der Vergrößerung der Stauchbreite W1 ab dem Zeitpunkt t1 auch bereits die Drehzahl der Staucheinrichtung 12 reduziert wird, was quasi unmittelbare Auswirkungen auch auf das nachgeordnete Horizontalwalzgerüst hat.
Die gefundene Beziehung gemäß der Formel (IX) ermöglicht auch eine Regelung der Staucherabnahme AW1 bei einer notwendigen Korrektur der finalen Bandbreite hinter der Fertigstraße 300. Das gesuchte Maß für die Anstellungskorrektur AW1 bei einem beobachteten Fehler AW2 ist dann AW1 = 1/CVAW2.
Die Figuren 6 I) bis 6 IV) betreffen den umgekehrten Fall zu den Figuren 4 und 5: Wenn sich die ursprüngliche Ausgangsbreite WO des Gießstrangs 20 mit dem Breitenkeil 22 im Zeitablauf auf eine neue Ausgangsbreite WOneu vergrößert, dann muss das Ausmaß des Stauchens von der ursprünglichen Zwischenbreite W1 auf die kleinere neue Zwischenbreite W1 neu verringert werden.
Fig. 7 veranschaulicht die Änderung von W1 über den verschiedenen Zeitpunkten I), II), III) und IV) gemäß Fig. 6. Umgekehrt zu Figur 5, obere Abbildung, ist in Fig.
7 zu erkennen, dass sich im Fall einer Verbreiterung der Gießbreite WO die Stauchbreite W1 verringert werden muss, beginnend ab dem Zeitpunkt t1 , wenn der Breitenkeil 22 in die Staucheinrichtung 12 einläuft.
Fig. 8 betrifft den Fall, dass der Gießstrang 20 eine vorbestimmte Trennstelle 24 aufweist, in Fig. 8 mit einer dicken Strichpunktieren horizontalen Linie markiert. An der Trennstelle 24 werden von dem zunächst endlosen Gießstrang 20 später, d.h. stromabwärts des Horizontalwalzgerüstes 14 einzelne Brammen 26 abgetrennt. Die Brammen 26 werden später in der nachfolgenden Warmwalz- oder Fertigwalzstraße 300 fertiggewalzt; siehe Fig. 1 . An der Trennstelle 24 entsteht der Kopf des verbliebenen endlosen Gießstrangs und gleichzeitig der Fuß der abgetrennten Bramme 26. Der Kopf und der Fuß sind jeweils freie Enden des Gießstrangs bzw. der Bramme.
Diese freien Enden zeigen im Falle einer Breitung, wie sie durch die Walzgerüste der nachfolgenden Warm- bzw. Fertigwalzstraße 300 erfolgen wird, ein anderes Verhalten auf als ein mittlerer Teil des Gießstranges 20. Es entwickeln sich dort Überbreiten verursacht durch die fehlende Stützwirkung des abgetrennten Bandes davor bzw. dahinter und in der Fertigwalzstraße durch die fehlenden Bandzüge an den Enden beim Einlaufen bzw. Verlassen der Walzspalte der Walzgerüste. In der Praxis werden diese Breitenanomalien an den freien Enden als „Fischschwänze“ oder auch „Pfannkuchen“ bezeichnet. Diese Überbreiten sind sehr störend im praktischen Walzbetrieb, weil sie an den seitlichen Bandführungen in der Fertigwalzstraße anstoßen oder aufklettern und umklappen oder sogar abreißen können. Die dann ggf. erfolgenden Doppelwalzungen führen zu Abdrücken auf den Arbeitswalzen, die dann als Abdruck in das Band als Oberflächendefekt eingewalzt nicht akzeptiert werden. Ca. 50% aller ungeplanten Walzenwechsel an Warmbandstraßen werden durch diesen Effekt verursacht.
Um diese unerwünschten Effekte an der Trennstelle 24 zu verhindern oder zumindest zu reduzieren, sieht das erfindungsgemäße Verfahren folgende präventive Maßnahmen vor:
In Fig. 8 ist der zeitliche Ablauf beim Durchlaufen der vorgesehenen Trennstelle 24 durch die Gerüstgruppe, Staucheinrichtung 12 und Horizontalwalzgerüst 14, veranschaulicht. Die Trennung kann genutzt werden, um eine neue Bandbreite W2neu einzustellen. Die Abbildungen I) bis V) in Fig. 8 stellen die zeitliche Abfolge dar: I) Der Gießprozess läuft mit einer beispielsweise konstanten Ausgangsbreite WO des Gießstrangs 20. Die bisherige Breite des Gießstrangs 20 nach der Stauchung ist W1 bei konstanter Ausgangsbreite WO oder W1 neu bei nicht konstanter Breite; siehe oben die Beschreibung des Breitenkeils 22.
II) Die vorgesehene Trennstelle 24 läuft in die Staucheinrichtung 12 ein. An der Trennstelle 24 wird die Staucheinrichtung auf die Position W1 ‘ oder WTneu weiter zugefahren mit W1 ‘<W1 oder WTneu < W1 neu. D.h.: Gegenüber der bisher schon gefahrenen Stauchbreite W1 bzw. W1 neu wird der Gießstrang 20 lokal an der Trennstelle 24 noch weiter auf die Breite W1 ‘ bzw. W1 ‘neu gestaucht.
III) Es entsteht eine örtlich begrenzte zusätzliche Breitenreduktion. Die Staucheinrichtung 12 fährt nach dem Zufahren auf die Breite WT wieder ein Stückweit auf eine neue Stauchbreite W1“. Die Breite W1“ kann der bisherigen Stauchbreite W1 oder W1 neu entsprechen, oder aber auch davon abweichen, d.h. größer oder kleiner sein.
IV) Mit der Stauchbreite W1“ vor dem Horizontalwalzgerüst 14 entsteht stromabwärts davon durch Rückbreitung die Breite W2“. Je nach Wahl der Stauchbreite W1“ kann, muss aber nicht, das Wiederauffahren auf die Breite W1 “genutzt werden, um eine neue gewünschte Breite W2“ stromabwärts des Horizontalwalzgerüstes 14 einzustellen.
V) Diese Breitenreduktion auf die Breite W1 ‘ bzw. W1 ‘neu bleibt abgeschwächt nach dem Durchlaufen des Horizontalgerüsts 14 erhalten.
VI) Mithilfe einer Schere, hier nicht gezeigt, findet an der schmälsten Stelle mit der Breite WT bzw. WTneu, d.h. an der markierten Trennstelle 24, die Abtrennung des Bramme 26 von dem Gießstrang 20 statt.
Auch hier muss eine Korrektur der Walzendrehzahlen erfolgen, um den konstanten Massenfluss aufrechtzuerhalten, wenn die Staucheinrichtung 12 in Form eines Vertikalwalzgerüstes ausgebildet ist. Bei dem kurzen Zufahren der Walzen des Vertikalwalzgerüstes müssen die Walzendrehzahlen kurzfristig angehoben werden und anschließend auf einen neuen Setzwert eingestellt werden.
Eine geeignete Verfolgung der vorgesehenen Trennstelle 24 ist notwendig, um zeit- und ortsgerecht die einzelnen Aktuatoren, d.h. insbesondere die Stelleinrichtung an den Walzgerüsten zur Änderung der Walzspalte und der Drehzahlen der Walzen anzusteuern und die Korrekturen durchzuführen sowie die vorgesehene Trennstelle 24 beim Schnitt zu treffen. Das Anstellen der Staucheinrichtung 12 in Schritt II) in Fig. 8 erfolgt stoßartig mit einem unmittelbar nachfolgenden Wiederauffahren der Staucheinrichtung 12 auf die Breite W1“ . Es entsteht eine Einkerbung mit einer Kerbentiefe D oder D‘ in den Randbereichen auf beiden Seiten des Gießstrangs 20 auf Höhe der Trennstelle 24.
Für die Kerbentiefe D als halbe Differenz zwischen der Zwischenbreite W1 und der kleineren Zwischenbreite WT gilt:
D = 1 /1 ~ MZ1' < 25mm (ohne Breitenkeil 22 im Gießstrang).
Für die Kerbentiefe D‘ als halbe Differenz zwischen der neuen Zwischenbreite W1 neu und der kleineren Zwischenbreite WTneu gilt:
£) = wineu ~^ wineu < 25 mm (mjt Breitenkeil 22 im Gießstrang)
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können durch Superposition kombiniert werden, je nach Produktionssituation, und erlauben somit eine Einstellung der gewünschten Bandbreite W2 beim Walzen. Das Stauchen des Gießstrangs 20 durch die Staucheinrichtung 12 ermöglicht eine Entkopplung von Gießbreite WO und Walzbreite W2, weil durch das Stauchen eine solche Zwischenbreite W1 bei dem Gießstrangs eingestellt werden kann, dass sich später die gewünschte Zielbreite W2 einstellt. Das Stauchen erlaubt auch eine Optimierung des Durchsatzes bzw. der Produktionsleistung z.B. einer Gießwalzanlage und verbessert deren Prozesssicherheit.
Bezugszeichenliste
12 Staucheinrichtung
14 Horizontalwalzgerüst
20 Gießstrang
22 Breitenkeil
24 Trennstelle
26 Bramme
200 Gießmaschine
300 Warmwalzstraße, Fertigwalzstraße
D, D‘ Kerbentiefe
HO ursprüngliche Höhe
H1 Zwischenhöhe
H2 gewünschte Zieldicke bzw. Zielhöhe
WO Ausgangsbreite des Gießstrangs aus der Gießmaschine, Gießbreite
WOneu neue Ausgangsbreite
W1 erste Zwischenbreite bzw. erste Stauchbreite
W1 neu neue Zwischenbreite bzw. neue Stauchbreite
WT kleinere Zwischenbreite bzw. kleine Stauchbreite
WTneu kleinere Zwischenbreite bzw. kleine Stauchbreite
W1 “ neue Zwischenbreite nach der Einkerbung
W2 gewünschte Zielbreite
W2“ neue gewünschte Zielbreite
W3 gewünscht Endbreite
I Gieß- und Walzrichtung

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zum Bearbeiten eines Gießstranges (20) aus Metall, insbesondere Stahl, aufweisend folgende Schritte:
- Gießen von flüssigem Metall in eine Kokille in einer Gießmaschine (200) zum Erzeugen des endlosen Gießstranges (20) mit einer Ausgangsbreite WO;
- Stauchen des Gießstranges (20) mit Hilfe einer Staucheinrichtung (12) von der Ausgangsbreite WO auf eine geringere Zwischenbreite W1 ;
- Flachwalzen des Gießstranges (20) mit Hilfe eines Horizontalwalzgerüstes (14), wodurch die Dickenverteilung des Gießstranges (20) über seiner Breite nach dem Stauchen eingeebnet und die Breite des Gießstranges (20) von der Zwischenbreite W1 auf eine Breite W2 nach dem Flachwalzen vergrößert wird; dadurch gekennzeichnet, dass das Stauchen des Gießstrangs (20) auf eine solche Zwischenbreite W1 erfolgt, dass sich als die Breite des Gießstrangs (20) nach dem Flachwalzen - unter Berücksichtigung der Konstanz Massenflusses und der Rückbreitung durch das Horizontalwalzgerüst (14) - stromabwärts des Horizontalwalzgerüstes (14) eine gewünschte Zielbreite W2 einstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die notwendige Zwischenbreite W1 in Abhängigkeit der konstanten Gießbreite WO und der gewünschten Zielbreite W2 zumindest näherungsweise wie folgt berechnet:
W1 « -(1-C1 )/C1*W0 + (C0+W2)/C1 , (VIII) mit
C1 , C0 jeweils in einem Arbeitspunkt konstant. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - wenn die von der Kokille vorgegebene Breite des Gießstrangs (20) während des Gießens von WO auf WOneu verändert wird, so dass der Gießstrang (20) vor seinem Eintritt in die Staucheinrichtung (12) einen Breitenkeil (22) aufweist - das Stauchen im Rahmen einer Steuerung oder Regelung in Abhängigkeit der Breitenänderung von AWO = WO - WOneu auf eine derartige neue Zwischenbreite W1 neu erfolgt, dass sich stromabwärts des Horizontalwalzgerüstes (14) trotzdem die gewünschte Zielbreite W2 einstellt. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausmaß des Stauchens in Form einer Anstellung der Staucheinrichtung (12) umgekehrt proportional zu der Änderung der Breite AWO des Gießstrangs (20) geändert wird. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass - wenn sich die ursprüngliche Ausgangsbreite WO mit dem Breitenkeil auf eine neue Ausgangsbreite WOneu vergrößert - das Ausmaß des Stauchens von der ursprünglichen Zwischenbreite W1 auf die kleinere neue Zwischenbreite W1 neu verringert wird, oder umgekehrt. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die notwendige Änderung der Zwischenbreite W1 in Abhängigkeit der sich ändernden Gießbreite WO und der gewünschten Zielbreite W2 zumindest näherungsweise wie folgt berechnet:
AW1 « -(1 -C1 )/C 1 *AW0 + (C0+W2)/C1 , (IX) mit
A WO = WO - WOneu Breitenänderung des Gießstrangs in Gießmaschine AW1 = W1 - W1 neu Breitenänderung des Gießstrangs in Staucheinrichtung CO, C1 sind in einem Arbeitspunkt konstant.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - wenn der Gießstrang (20) eine vorbestimmte Trennstelle (24) aufweist
- das Verfahren nach dem ersten Stauchen von der Ausgangsbreite WO auf die Zwischenbreite W1 oder auf die neue Zwischenbreite W1 neu und vor dem Flachwalzen folgenden Zwischenschritt aufweist:
- zweites Stauchen des Gießstrangs (20) auf Höhe der Trennstelle (24) von der Zwischenbreite W1 oder von der neuen Zwischenbreite W1 neu auf eine weitere kleinere Zwischenbreite WT bzw. WTneu, wobei das Anstellen der Staucheinrichtung bei dem zweiten Stauchen stoßartig erfolgt mit einem unmittelbar nachfolgenden Auffahren der Staucheinrichtung zum Erzeugen einer Einkerbung mit der Kerbentiefe D oder D‘ in den Randbereichen auf beiden Seiten des Gießstrangs (20) auf Höhe der Trennstelle (24).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Kerbentiefe D als halbe Differenz zwischen der Zwischenbreite W1 und der kleineren Zwischenbreite W1 gilt: D = 1 /1 ~ MZ1' < 25mm; oder dass für die Kerbentiefe D‘ als halbe Differenz zwischen der neuen Zwischenbreite W1 neu und der kleineren Zwischenbreite WTneu gilt:
Figure imgf000023_0001
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießstrang (20) zwischen dem Gießen und dem Stauchen in einer der Kokille nachgeordneten Strangführungseinrichtung innerhalb der Gießmaschine (200) in die Horizontale umgelenkt wird. Verfahren nach Anspruch 9, dass der Gießstrang (20) innerhalb der Strangführungseinrichtung eine Dickenreduktion erfährt, beispielsweise in Form einer „liquid core reduction“. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießstrang (20) nach dem ersten oder zweiten Stauchen, aber vor dem Flachwalzen entzundert wird. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gießstrang (20) nach dem Flachwalzen in einer Warmwalzstraße (300) zu einem Metallband warmgewalzt und dabei dickenreduziert wird, so dass das Metallband nach dem Warmwalzen eine gewünschte Endbreite W3 aufweist, die größer ist als die Zielbreite W2; und dass die Zwischenbreite W1 oder die neue Zwischenbreite W1 ‘so gewählt wird, dass die Zielbreite W2 des Gießstrangs (20) nach dem Flachwalzen und die Endbreite W3 des Metallbandes nach dem Warmwalzen jeweils einem vorgegebenen Sollwert entsprechen. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Flachwalzen in dem Horizontalwalzgerüst (14), aber vorzugsweise vor dem Warmwalzen in der Warmwalzstraße (300), eine Bramme (26) an der Trennstelle (24) von dem Gießstrang (20) abgetrennt wird, wobei die Bramme 26 in einem Batchbetrieb auf eine Länge entsprechend einer Coillänge oder alternativ in einem Semi-Endlosbetrieb auf eine Länge entsprechend einer Mehrzahl von Coillängen geschnitten wird. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbentiefe (D, D‘) der Einkerbung so gewählt wird, dass der Anfang des Gießstrangs (20) und/oder das Ende der abgetrennten Bramme 26 nach der Abtrennung und nach dem Warmwalzen ebenfalls die gewünschte Endbreite W3 aufweist. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 14; dadurch gekennzeichnet, dass - in einem Endlosbetrieb - der Gießstrang (20) erst nach dem Warmwalzen in der Warmwalzstraße (300) an der Trennstelle (24) in Coillängenabschnitte zerteilt wird; und dass die Coillängenabschnitte nachfolgend jeweils zu einem Coil aufgehaspelt werden.
PCT/EP2023/083120 2022-11-30 2023-11-27 VERFAHREN ZUM BEARBEITEN EINES GIEßSTRANGS WO2024115360A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022212909.1A DE102022212909A1 (de) 2022-11-30 2022-11-30 Verfahren zum Bearbeiten eines Gießstrangs
DE102022212909.1 2022-11-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024115360A1 true WO2024115360A1 (de) 2024-06-06

Family

ID=88975763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/083120 WO2024115360A1 (de) 2022-11-30 2023-11-27 VERFAHREN ZUM BEARBEITEN EINES GIEßSTRANGS

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022212909A1 (de)
WO (1) WO2024115360A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3225313A1 (de) * 1982-07-07 1984-01-12 SMS Schloemann-Siemag AG, 4000 Düsseldorf Verfahren zum walzen von breitbandvormaterial
US4532789A (en) * 1980-02-28 1985-08-06 Estel Hoogovens B.V. Process for reducing the width of a flat metal product by rolling
EP0925850A2 (de) 1997-12-23 1999-06-30 Sms Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft Walzverfahren für ein Metallband
DE19746876C2 (de) * 1997-10-23 2003-03-27 Sms Demag Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von schmalem Warmband unterschiedlicher Breiten aus Dünnbrammen
DE102021204174A1 (de) * 2021-04-27 2022-10-27 Sms Group Gmbh Verbesserung der Produktqualität durch Berücksichtigung alternativer Produktauswahl

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4532789A (en) * 1980-02-28 1985-08-06 Estel Hoogovens B.V. Process for reducing the width of a flat metal product by rolling
DE3225313A1 (de) * 1982-07-07 1984-01-12 SMS Schloemann-Siemag AG, 4000 Düsseldorf Verfahren zum walzen von breitbandvormaterial
DE19746876C2 (de) * 1997-10-23 2003-03-27 Sms Demag Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von schmalem Warmband unterschiedlicher Breiten aus Dünnbrammen
EP0925850A2 (de) 1997-12-23 1999-06-30 Sms Schloemann-Siemag Aktiengesellschaft Walzverfahren für ein Metallband
DE102021204174A1 (de) * 2021-04-27 2022-10-27 Sms Group Gmbh Verbesserung der Produktqualität durch Berücksichtigung alternativer Produktauswahl

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022212909A1 (de) 2024-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69710817T2 (de) Walzverfahren und Walzwerk für Band zur Reduzierung der Kantenanschärfung
EP2691188B1 (de) Betriebsverfahren für eine walzstrasse
DE60016999T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Bandform beim Bandwalzen
EP2910316A1 (de) Einfache Vorsteuerung einer Keilanstellung eines Vorgerüsts
EP0834364A2 (de) Verfahren und Vorrichtung für Hochgeschwindigkeits-Stranggiessanlagen mit einer Strangdickenreduktion während der Erstarrung
EP3271092B1 (de) Verfahren zum herstellen von metallbändern
DE3522631C2 (de)
EP0653253B1 (de) Verfahren zum Walzen von Fertigprofilen aus einem Vorprofil mittels einer im Reversierbetrieb arbeitenden Walzgerüst-Anordnung
DE10310357A1 (de) Gießwalzanlage zur Erzeugen eines Stahlbandes
EP2718035B1 (de) Verfahren, computerprogramm und walzstrasse zum walzen eines metallbandes
DE3026427A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum walzen von grobblechen
EP0662357B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Stranggiessanlage
WO2024115360A1 (de) VERFAHREN ZUM BEARBEITEN EINES GIEßSTRANGS
WO2008052939A1 (de) Verfahren zum walzen von metallbändern, insbesondere von stahlbändern
WO2002040201A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von dünnbrammen
EP0734792B1 (de) Universalgerüstgruppe und VErfahren zum Walzen von stranggegossenen Vorprofilen
EP3097992A1 (de) Verfahren zum stufenwalzen eines metallbandes
EP0775537A2 (de) Verfahren zur Querschnittsregelung von Walzgut
EP2459329B1 (de) Verfahren zum steuern und/oder regeln einer lage eines eine walzstrasse durchlaufenden metallbands, steuer- und/oder regeleinrichtung und walzstrasse
DE19644131C2 (de) Verfahren zum Optimieren der Bandbreitenverteilung an den Enden eines eine Walzstraße in einem oder mehreren Stichen durchlaufenden Bandes
EP0947265B1 (de) Verfahren zum Stranggiessen und Fertigwalzen eines Giessstranges innerhalb einer vorgegebenen Fertigbreitentoleranz
DE19744504B4 (de) Walzverfahren für Bandmaterial in einer Walzstraße
WO2023099531A1 (de) Verfahren zum betreiben einer walzstrasse sowie computerprogrammprodukt zur durchführung des verfahrens
DD224658B5 (de) Verfahren zur Verwertung der Messwerte doppelt symmetrischer Walzgutquerschnitte
DE3225313A1 (de) Verfahren zum walzen von breitbandvormaterial

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23813675

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1