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DE102005062854A1 - Method and device for producing metallic hot strips, in particular made of lightweight steel - Google Patents

Method and device for producing metallic hot strips, in particular made of lightweight steel Download PDF

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DE102005062854A1
DE102005062854A1 DE102005062854A DE102005062854A DE102005062854A1 DE 102005062854 A1 DE102005062854 A1 DE 102005062854A1 DE 102005062854 A DE102005062854 A DE 102005062854A DE 102005062854 A DE102005062854 A DE 102005062854A DE 102005062854 A1 DE102005062854 A1 DE 102005062854A1
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casting
casting belt
strip
gas
belt
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Karl-Heinz Prof. Dr. Spitzer
Hellfried Eichholz
Rune Dr. Schmidt-Jürgensen
Markus Dr. Schäperkötter
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Salzgitter Flachstahl GmbH
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Salzgitter Flachstahl GmbH
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Abstract

The object of the invention is to improve the quality of cast hot strips. The object is achieved in terms of the method by a method for producing hot metallic strips, in particular of lightweight structural steel, wherein a melt is charged in the presence of inert gas by means of a runner onto a circulating casting belt of a horizontal strip casting facility, solidifies to form a pre-strip with a thickness of between 6 and 20 mm and, after thorough solidification, the pre-strip undergoes a hot rolling process. The invention is characterized in that the heat transfer and the contact (surface area, time) between the strand solidified to form a pre-strip and the casting belt is reduced, and by a device for carrying out the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von metallischen Warmbändern insbesondere aus Leichtbaustahl gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The The invention relates to a method for producing metallic hot strips in particular made of lightweight steel according to the preamble of claim 1, as well as a device according to the preamble of the claim 7th

Ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zum Erzeugen von Warmbändern aus Leichtbaustahl ist bekannt (steel research 74 (2003), No. 11 /12, page 724–731).One Method of the generic type for producing hot strips made of lightweight steel is known (steel research 74 (2003), No. 11 / 12, page 724-731).

Bei dem bekannten Verfahren wird Schmelze aus einem Zulaufgefäß über eine Gießrinne auf ein umlaufendes Gießband einer horizontalen Bandgießanlage aufgegeben. Durch intensive Kühlung des Gießbandes erstarrt die aufgegebene Schmelze zu einem Vorband mit einer Dicke im Bereich zwischen 6–20 mm. Nach der Durcherstarrung wird das Vorband einem Warmwalzprozess unterzogen.at the known method is melt from a feed vessel via a launder on a revolving casting belt a horizontal strip casting plant given up. Through intensive cooling of the casting tape solidifies the abandoned melt to a pre-strip with a thickness in the range between 6-20 mm. After solidification, the pre-strip becomes a hot rolling process subjected.

Während der Erstarrung kann es infolge von Materialspannungen zu Verwerfungen des Vorbandes kommen, was sich ungünstig auf die Qualität des Warmbandes auswirkt. Insbesondere kommt es bei einigen Stählen durch zu schnelle Abkühlung an der Strangunterseite zu unregelmäßigen und großflächigen Einziehungen.During the Solidification can cause distortions as a result of material stresses of the pre-strip, which is unfavorable to the quality of the hot strip effect. In particular, some steels are subject to rapid cooling the strand base to irregular and large-scale recoveries.

Darüber hinaus kann eine zu große Reibung zwischen dem Gießband und dem erstarrenden Strang eine zu große Abweichung in der Synchrongeschwindigkeit zwischen Gießband- und Walzgeschwindigkeit ergeben, wodurch im schlimmsten Fall der Strang abreißt.Furthermore can be too big Friction between the casting belt and the solidifying strand too large a deviation in the synchronous speed between casting tape and rolling speed, which in the worst case the Strand breaks off.

Dieses Problem der Anpassung der Synchrongeschwindigkeiten wird immer dann relevant, wenn in-line gegossen und gewalzt wird.This Problem of adjusting the synchronous speeds is always then relevant when casting and rolling in-line.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Erzeugen von metallischen Warmbändern insbesondere aus Leichtbaustahl anzugeben, bei dem die zuvor geschilderten Probleme nicht auftreten.task The invention is a method and apparatus for generating of metallic hot strips Specify in particular lightweight steel, in which the previously described Problems do not occur.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sowie eine Vorrichtung zum Erzeugen von Warmbändern sind Gegenstand der übrigen Ansprüche.These Task is based on the generic term in conjunction with the characterizing Characteristics of claim 1 solved. Advantageous developments and an apparatus for generating of hot tapes are the subject of the rest Claims.

Nach der Lehre der Erfindung wird der Wärmeübergang sowie der Kontakt (Fläche, Zeit) zwischen dem zu einem Vorband erstarrenden Strang und dem Gießband verringert. Mit verschiedenen Maßnahmen kann man dies erreichen, wobei jede einzelne Maßnahme für sich allein als auch in Kombination wirksam ist.To The teaching of the invention, the heat transfer and the contact (area, time) reduced between the solidifying to a Vorband strand and the casting belt. With different measures can One can accomplish this, taking each individual action on its own as well as in combination is effective.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich für die Erzeugung von Warmbändern aus den verschiedensten metallischen Werkstoffen geeignet, insbesondere auch für Leichtbaustahl.The inventive method is basically for the Production of hot strips made of a variety of metallic materials suitable, in particular also for Lightweight steel.

Ein erster Vorschlag zielt darauf ab die Kontaktdauer zwischen Gießband und erstarrendem Strang zu verringern. Dies wird in der Weise erreicht, dass man das Gießband mit Hilfe eines elektromagnetischen Systems örtlich in Schwingungen versetzt. Dazu wird ein elektromagnetisches System, das ähnlich wie ein Lautsprecher funktioniert, unterhalb des Gießbandes angeordnet. Wesentlich für das Funktionieren des Systems ist, dass der Einbauort an einer Stelle liegt, wo sich bereits eine ausreichend feste Strangschale gebildet hat.One first proposal aims at the contact time between casting tape and to reduce solidifying strand. This is achieved in the way that you have the casting tape locally vibrated with the aid of an electromagnetic system. This will be an electromagnetic system that is similar to a speaker works, below the casting belt arranged. Essential for the functioning of the system is that the installation site in one place is where already formed a sufficiently strong strand shell Has.

Ein weiterer Vorschlag geht in die Richtung der Verringerung des Wärmeüberganges. Dazu wird im Aufgabebereich der Schmelze zwischen Gießrinne und Gießband ein Gas, insbesondere ein Mischgas aus inertem und reduzierendem Gas aufgegeben. Vorzugsweise ist das reduzierende Gas Wasserstoff.One Another proposal goes in the direction of reducing the heat transfer. For this purpose, in the task area of the melt between runner and casting belt a gas, in particular a mixed gas of inert and reducing Gas abandoned. Preferably, the reducing gas is hydrogen.

Vorteilhafterweise erfolgt die Gasbeaufschlagung über die ganze Breite des Gießbandes. Der Gas-Volumenstrom ist gering und entspricht mehr einer Beschleierung. Bei zu großen Volumenströmen würde die ebene Ausbildung der Strangunterseite gestört werden. Das aufgegebene Mischgas bewirkt, dass die Oberfläche der Unterseite des Stranges nahezu zunderfrei ist. Eine blanke Oberfläche bedeutet geringere Wärmestrahlung, so dass damit der Wärmeübergang zwischen dem erstarrenden Band und dem Gießband signifikant verringert wird.advantageously, the gas is applied via the whole width of the casting tape. The gas volume flow is low and corresponds more to a fog. Too big volume flows would be the level Training the strand bottom are disturbed. The abandoned Mixed gas causes the surface of the bottom of the strand almost free from scale. A bare surface means less heat radiation, so that the heat transfer significantly reduced between the solidifying belt and the casting belt becomes.

Ein dritter Vorschlag, bei dem das Gießband strukturiert wird, hat sich ebenfalls als sehr wirksam erwiesen. Vorzugsweise werden in Gießrichtung längs verlaufende Sicken eingeprägt. Alternativ können auch über das Gießband verteilt angeordnete Noppen ausgeformt werden. Die Verwendung von längs verlaufenden Sicken hat den Vorteil, dass die Herstel lung relativ einfach ist, indem ein glattes Band durch ein profiliertes Walzenpaar gezogen wird.A third proposal, in which the casting tape is structured, has also proved to be very effective. Preferably longitudinal grooves are embossed in the casting direction. Alternatively, too Nubs are arranged distributed over the casting belt. The use of longitudinal beads has the advantage that the manufacture is relatively easy by a smooth strip is pulled through a profiled pair of rollers.

Gesichert ist, dass jede Art von Strukturierung des Gießbandes zu einer Verringerung des Wärmeüberganges zwischen erstarrendem Strang und Gießband führt. Das Abbilden der Sicken durch die Schmelze führt durch die bei der Erstarrung auftretende Schrumpfung zu einem lokalen Abheben der Strangschale und damit zu einer Reduzierung der Kontaktfläche. Dies bedeutet eine Verringerung des Wärmeüberganges und der Reibung zwischen Strang und Gießband und kann dazu genutzt werden, die Prozesssicherheit bei einer in-line-Fertigung von Gießen und Walzen zu erhöhen.Secured is that any kind of structuring of the casting tape to a reduction the heat transfer between solidifying strand and casting belt leads. The picture of the beads through the melt due to the shrinkage occurring during solidification to a local Lifting the strand shell and thus to a reduction of the contact surface. This means a reduction of heat transfer and the friction between strand and casting belt and can be used be the process safety in an in-line production of casting and Rollers increase.

Bei einer in-line Fertigung muss die Gießgeschwindigkeit im Idealfall synchron der Walzgeschwindigkeit sein. In der Realität gibt es jedoch häufig Abweichungen, die allerdings nicht zu groß werden dürfen, da das Vorband ansonsten abreißt. Beispielsweise werden Abweichungen der Synchrongeschwindigkeit von > 0,5 m/s als Problem angesehen. Falls diese Abweichungen nicht in den Griff zu bekommen sind, muss vor das Walzgerüst ein Puffer, ein sogenannter Looper, installiert werden.at In-line production, the casting speed must ideally be synchronous to the rolling speed. In reality there is however often Deviations, which may not be too big, because the opening act otherwise interrupted. For example, deviations of the synchronous speed of> 0.5 m / s are a problem considered. If these deviations do not get to grips with are, must in front of the rolling stand a buffer, a so-called looper, can be installed.

In einer Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Es zeigen:In a drawing, the inventive method is explained in detail. It demonstrate:

1a in einer Vorderansicht die erfindungsgemäße Strukturierung des Gießbandes, 1a in a front view of the structuring of the casting tape according to the invention,

1b ein Querschnitt in Richtung A-A in 1a, 1b a cross section in the direction of AA in 1a .

2 in einem Längsschnitt die erfindungsgemäße Anordnung eines elektromagnetischen Systems, 2 in a longitudinal section the inventive arrangement of an electromagnetic system,

3 in einem Längsschnitt die Beschleierung der Strangunterseite, 3 in a longitudinal section the Beschleierung the strand base,

4 eine Draufsicht von 3. 4 a top view of 3 ,

In 1a ist in einer Vorderansicht eine erfindungsgemäße Struktur des Gießbandes 1 dargestellt. Zu erkennen ist die in Transportrichtung liegende hintere Umlenkrolle 2, mit dem darauf in Pfeilrichtung 3 ablaufenden Gießband 1. Angedeutet sind die auf der Oberseite angeordneten mitlaufenden Seitenbegrenzungen 4, 4'.In 1a is a front view of an inventive structure of the casting belt 1 shown. To recognize the lying in the transport direction rear pulley 2 , with it in the direction of the arrow 3 running casting belt 1 , Indicated are arranged on the upper side running side boundaries 4 . 4 ' ,

Auf dem Gießband 1 sind in Längsrichtung liegende Sicken 5 eingewalzt. Gut zu erkennen im Teilbild 1b, einem Ausschnitt des Querschnittes in Richtung A-A in 1a.On the casting belt 1 are longitudinal beads 5 rolled. Good to recognize in the drawing file 1b , a section of the cross section in the direction AA in 1a ,

2 zeigt einen zweiten Vorschlag zur Verringerung des Wärmeüberganges, wobei die Darstellung im Längsschnitt den Aufgabebereich einer horizontalen Bandgießanlage zeigt. 2 shows a second proposal for reducing the heat transfer, the representation in longitudinal section shows the task area of a horizontal strip caster.

Die Anlage weist als Hauptelement ein Schmelzgefäß 6, einen Zulauf 7 mit einer sich daran anschließenden Gießrinne 8. Die im Schmelzgefäß 6 enthaltene Schmelze 9 läuft aus der Gießrinne 8 heraus und wird auf ein umlaufendes Gießband 1 aufgegeben.The plant has as a main element a melting vessel 6 , a feed 7 with a subsequent runner 8th , The in the melting vessel 6 contained melt 9 runs out of the trough 8th out and gets onto a revolving casting belt 1 given up.

Zur Anregung von örtlichen Schwingungen des Gießbandes 1 ist unterhalb des Gießbandes 1 ein elektromagnetisches System 10 angeordnet. Es funktioniert nach dem Prinzip eines Lautsprechers und regt das Gießband 1 zu Schwingungen an. Das führt dazu, dass die Kontaktzeiten der erstarrenden Schmelze mit dem Gießband 1 verringert werden. Die Schwingungsanregung ist jedoch nur möglich, wenn das Schmelzenbad auf der Unterseite eine ausreichend feste Strangschale gebildet hat. Deshalb muss das elektromagnetische System 10 weiter entfernt vom Aufgabebereich angeordnet werden.To excite local vibrations of the casting belt 1 is below the casting belt 1 an electromagnetic system 10 arranged. It works on the principle of a loudspeaker and stimulates the casting belt 1 to vibrations. This causes the contact times of the solidifying melt with the casting belt 1 be reduced. However, the vibrational excitation is only possible if the melt bath on the bottom has formed a sufficiently strong strand shell. That's why the electromagnetic system has to be 10 be arranged further away from the task area.

Einen dritten Lösungsvorschlag zeigt 3. Es zeigt im gleichen Längsschnitt den Aufgabebereich einer Bandgießanlage wie 2, so dass für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.A third proposed solution shows 3 , It shows in the same longitudinal section the task area of a strip casting plant such as 2 so that like reference numerals are used for like parts.

Der dritte Lösungsvorschlag zeichnet sich dadurch aus, dass vor Aufgabe der Schmelze 9 auf das Gießband 1 eine Beschleierung mit einem Mischgas vorgenommen wird. Dazu ist ein Hohlkörper 12 unterhalb der Gießrinne 8 und oberhalb der vorderen Umlenkrolle 11 angeordnet. Zum Abdichten und zur besseren Verteilung über die Breite des Gießbandes 1 ist eine Bürste 13 vor den Hohlkörper 12 gesetzt.The third proposed solution is characterized in that before the melt 9 on the casting belt 1 a challenge with a mixed gas is made. This is a hollow body 12 below the trough 8th and above the front pulley 11 arranged. For sealing and better distribution across the width of the casting belt 1 is a brush 13 in front of the hollow body 12 set.

Für die Gasversorgung ist der Hohlkörper 12 mit einer Zufuhrleitung 14 verbunden (4). Nach Einschalten der Gaszufuhr strömt aus dem Hohlkörper 12 das Mischgas entlang des Spaltes zwischen Gießband 1 und Unterseite Gießrinne 8 bis unmittelbar zum Aufgabebereich. Dadurch wird verhindert, dass die auf dem Gießband 1 zuerst erstarrende Strangschale verzundert. Sie bleibt nahezu blank. Bezugszeichenliste

Figure 00050001
For the gas supply is the hollow body 12 with a supply line 14 connected ( 4 ). After one switching the gas supply flows out of the hollow body 12 the mixed gas along the gap between casting belt 1 and bottom runner 8th right up to the task area. This will prevent the on the casting belt 1 first solidifying strand shell scaled. She stays almost naked. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Figure 00050001

Claims (16)

Verfahren zum Erzeugen von metallischen Warmbändern insbesondere aus Leichtbaustahl wobei eine Schmelze mittels einer Gießrinne auf ein umlaufendes Gießband einer horizontalen Bandgießanlage unter Schutzgas aufgegeben wird, die zu einem Vorband mit einer Dicke zwischen 6 bis 20 mm erstarrt und das Vorband nach der Durcherstarrung einem Warmwalzprozess unterzogen wird dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübergang sowie der Kontakt (Fläche, Zeit) zwischen dem zu einem Vorband erstarrenden Strang und dem Gießband verringert wird.Method for producing metallic hot strips in particular of lightweight steel wherein a melt is applied by means of a casting trough on a continuous casting belt of a horizontal strip casting under inert gas, which solidifies to a pre-strip with a thickness between 6 to 20 mm and the pre-strip is subjected to the solidification a hot rolling process characterized in that the heat transfer and the contact (area, time) is reduced between the solidifying to a Vorband strand and the casting belt. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Gießband örtlich in Schwingungen versetzt wird.Method according to claim 1, characterized that the casting tape is in place locally Vibrations is added. Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Gießband elektromagnetisch angeregt wird.Method according to claim 2, characterized that the casting tape is excited electromagnetically. Verfahren nach den Ansprüchen 1–3 dadurch gekennzeichnet, dass vor Aufgabe der Schmelze zwischen Gießrinne und Gießband ein Gas aufgegeben wird.Process according to claims 1-3, characterized that before abandonment of the melt between the casting trough and casting belt Gas is given up. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Gas ein Mischgas aus einem inerten Gas als Träger und einem reduzierenden Gas ist.Method according to claim 4, characterized that the gas is a mixed gas of an inert gas as a carrier and a reducing gas. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das reduzierende Gas Wasserstoff ist.Method according to claim 5, characterized that the reducing gas is hydrogen. Einrichtung zum Erzeugen von metallischen Warmbändern insbesondere aus Leichtbaustahl gemäß dem Verfahren nach den Ansprüchen 1–6 bestehend aus einem die Schmelze enthaltenden Zulaufgefäß mit einer horizontal liegenden Gießrinne, einer zwei Umlenkrollen und ein umlaufendes gekühltes Gießband aufweisenden Primärkühlzone und einer daran anschließenden einen eingehausten Rollgang aufweisenden Sekundärkühlzone, an die sich ein erstes Walzgerüst anschließt dadurch gekennzeichnet, dass das Gießband (1) mit einer Struktur versehen ist.Device for producing metallic hot strips in particular of lightweight steel according to the method of claims 1-6 consisting of a melt containing feed vessel with a horizontally disposed runner, a two pulleys and a circulating cooled casting belt having primary cooling zone and an adjoining a housed roller table having secondary cooling zone , to which a first rolling mill adjoins, characterized in that the casting belt ( 1 ) is provided with a structure. Einrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur in Längsrichtung verlaufende Sicken (5) aufweist.Device according to claim 7, characterized in that the structure in the longitudinal direction running beads ( 5 ) having. Einrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur über die Oberfläche verteilt angeordnete Noppen aufweist.Device according to claim 7, characterized that the structure over the surface having distributed arranged knobs. Einrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Gießband (1) eine Vorrichtung (10) zur Schwingungsanregung angeordnet ist.Device according to claim 7, characterized in that under the casting belt ( 1 ) a device ( 10 ) is arranged to vibrate excitation. Einrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine elektromagnetische Vorrichtung ist.Device according to claim 10, characterized that the device is an electromagnetic device. Einrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Einbauort der elektromagnetischen Vorrichtung im Bereich der bereits vorhandenen festen Strangschale liegt.Device according to claim 11, characterized that the installation location of the electromagnetic device in the range the already existing solid strand shell lies. Einrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der vorderen Umlenkrolle (11) der Bandgießanlage unterhalb der Gießrinne (8) quer zum Gießband (1) ein einen Breitschlitz aufweisender Hohlkörper (12) angeordnet ist, der mit einer Gaszufuhrleitung (14) verbunden ist.Device according to claim 7, characterized in that in the region of the front deflection roller ( 11 ) the strip casting plant below the runner ( 8th ) across the casting belt ( 1 ) a hollow slot having a slot ( 12 ) arranged with a gas supply line ( 14 ) connected is. Einrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass sich der Hohlkörper (12) über die gesamte Breite des Gießbandes (1) erstreckt.Device according to claim 13, characterized in that the hollow body ( 12 ) over the entire width of the casting belt ( 1 ). Einrichtung nach Anspruch 13 und 14 dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Ausströmbereiches des Hohlkörpers (12) eine mit dem Hohlkörper (12) verbundene und auf dem Gießband (1) aufliegende Abdichtung angeordnet ist.Device according to claim 13 and 14, characterized in that below the outflow region of the hollow body ( 12 ) one with the hollow body ( 12 ) and on the casting belt ( 1 ) resting seal is arranged. Einrichtung nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung eine Bürste (13) ist.Device according to claim 15, characterized in that the seal is a brush ( 13 ).
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