DE102007032985A1

DE102007032985A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen eines Metallstranges

Info

Publication number: DE102007032985A1
Application number: DE102007032985A
Authority: DE
Inventors: Christian Geerkens; Dirk Dr. Letzel; Axel Stavenow; Axel Weyer
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2007-06-13
Filing date: 2007-07-16
Publication date: 2008-12-18

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren und eine bekannte Vorrichtung zum Stranggießen eines Metallstranges dahingehend weiterzubilden, dass die Strangführung möglichst von allen Richtkräften entlastet wird. Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass zumindest ein letzter Abschnitt der Strangführung vor der Umlenk- und Richteinrichtung linear und mit einem Neigungswinkel gegenüber der Auslaufrichtung geneigt ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen eines Metallstranges bei dem der gegossene Strang eine Kokille nach unten verlässt, entlang einer Strangführung geführt wird, innerhalb der Strangführung durcherstarrt und in Gießrichtung hinter der Strangführung in eine Auslaufrichtung umgelenkt und gerichtet wird.
Im Strand der Technik sind Vorrichtung bzw. Strangführungskonzepte in Form und Art von Senkrecht-, Kreisbogen- und Senkrecht-Abbiegeanlagen, insbesondere Compact-Strip-Production CSP-Anlagen zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bekannt. Diese Anlagen dienen zur Erzeugung von Dickbrammen, Brammen oder Dünnenbrammen aus Kohlenstoffstählen, rostfreien Stählen oder Edelstählen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf alle genannten Anlagentypen und Produkte.
Beispiele für solche im Stand der Technik bekannten Anlagen sind in der DE 21 17 110 A1 oder der GB 21 07 623 A beschrieben. Bei den dort beschriebenen Anlagen ist die Strangführung bogenförmig ausgebildet. Der Strang wird nach Verlassen der Kokille bogenförmig geführt, bevor er in nachgeschalteten horizontal ausgerichteten Auszieheinheiten weiter bearbeitet wird. Sowohl bei derartigen Anlagen, aber auch bei CSP-Anlagen mit senkrechter Strangführung und nachgeschaltetem Abbiege- und Richtbereich, wird zumindest ein Teil der beim Unlenken des Strangs in die Horizontale anfallenden Richtarbeit konstruktionsbedingt durch die Strangführung mit übernommen. Dies führt insbesondere bei größeren Dicken des gegossenen Metallstranges zu erheblichen Problemen in der Strangführung, denn die dort angeordneten Rollen sind zum Aufbringen der zum Richten des Metallstrangs erforderlichen Aktions- und Reaktionskräfte grundsätzlich nicht ausgelegt.
Ausgehend von diesem Strand der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Verfahren und eine bekannte Vorrichtung zum Stranggießen eines Metallstranges dahingehend weiter zu bilden, dass die Strangführung von jeglichen Richtkräften, wie sie zum Richten des Metallstranges beim Umlenken in die Horizontale erforderlich sind, entlastet wird.
Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Strang zumindest in dem letzten Abschnitt der Strangführung, bevor er umgelenkt und gerichtet wird, linear und unter einem Neigungswinkel gegenüber der Auslaufrichtung geneigt geführt wird.
Die geneigte lineare Führung des Metallstrangs im Auslauf der Strangführung bewirkt vorteilhafterweise, dass alle erforderlichen Richtkräfte (Aktions- und Reaktionskräfte), wie sie beim Umlenken und Richten des Metallstranges in eine beispielsweise horizontale Auslaufrichtung erforderlich sind, komplett in eine Richteinrichtung hinter der Strangführung verlagert werden. Dies bedeutet, dass die Strangführung diese Richtkräfte nicht mehr aufbringen bzw. kompensieren muss und entsprechend entlastet wird. Die Strangführung kann entsprechend schwächer dimensioniert werden. Gleichzeitig muss die der Strangführung in Gießrichtung nachgeschaltete Richteinrichtung, insbesondere im Hinblick auf ihre Lager- und Rollenbelastung, entsprechend stärker ausgelegt sein, um die erforderlichen Richtkräfte zum Richten des Metallstrangs mit seiner jeweiligen Dicke aufbringen zu können. Als weiterer Vorteil ist zu nennen, das sich die Bauhöhe bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen insbesondere gegenüber Anlagen mit senkrechter Strangführung deutlich reduziert; deshalb sind die erfindungsgemäßen Vorrichtungen auch in bestehenden Werkshallen mit begrenzter Bauhöhe nachrüstbar.
Vorteilhafterweise wird der Strang über mindestens 50% der Länge der Strangführung linear geneigt geführt.
Vorteilhafterweise liegt der Neigungswinkel in einem Bereich zwischen 30° und 55°.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch eine Vorrichtung, insbesondere eine Compact-Strip-Production CSP-Anlage, gemäß dem Vorrichtungsanspruch 6 gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den zuvor für das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen.
Ergänzend sei lediglich erwähnt, dass in einer besonders vorteilhaften Ausführung die Strangführung über ihre gesamte Länge linear und mit dem Neigungswinkel geneigt ausgeführt ist. Dies setzt voraus, dass der Metallstrang bereits vor seiner Einführung in die Strangführung in eine Richtung entsprechend dem Neigungswinkel umgelenkt worden sein muss; dazu gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten: Eine erste Möglichkeit besteht darin, dass eine Bogenkokille verwendet wird, aus welcher der Metallstrang idealerweise unter dem Neigungswinkel austritt. Eine zusätzliche Umlenkung ist dann nicht erforderlich. Als zweite Möglichkeit kann eine Senkrecht-Kokille verwendet werden, dann muss jedoch zwischen dem Ausgang der Senkrecht-Kokille und dem Eingang der Strangführung ein Biegelement vorgesehen sein zum Umlenken des Metallstrangs in die Richtung des Neigungswinkels und damit in die Strangführung.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Beschreibung ist eine einzige Figur beigefügt, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung symbolisch darstellt.
Gemäß der Figur umfasst die Vorrichtung eine Kokille 2 aus welcher der im Kern noch flüssige Metallstrang 1 beispielhaft senkrecht nach unten austritt. Der Metallstrang 1 wird nachfolgend von einem in Gießrichtung G unmittelbar hinter der Kokille 2 angeordneten Biegeelement 5 in eine Tangentenrichtung T umgelenkt. Die Tangentenrichtung T ist gegenüber einer später noch erläuterten Auslaufrichtung A um einen Neigungswinkel α geneigt. Nach dem Biegeelement 5 läuft der im Kern immer noch flüssige Metallstrang 1 in eine Strangführung 3 ein, die in der Figur beispielhaft aus drei Segmenten besteht, die alle in der Tangentenrichtung T ausgerichtet sind. Dies bedeutet, dass der Strang bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel über die gesamte Länge der Strangführung 3 linear und entsprechend dem Neigungswinkel geneigt geführt wird.
Innerhalb der Strangführung 3 durchläuft der Strang eine Sekundärkühlung (nicht gezeigt) und es findet die Durcherstarrung des Strangs 1 auf Höhe der Sumpfspitze S statt. Diese Sumpfspitze S liegt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest in der Regel innerhalb des linearen Abschnitts bzw. Auslaufbereiches S_L der Strangführung 3. Nach dem Verlassen der Strangführung wird der dann durcherstarrte Strang 1 mit Hilfe einer Umlenk- und Richteinrichtung 4 in eine Auslaufrichtung A umgelenkt und gerichtet. Aufgrund des linear gestalteten Auslaufes der Strangführung wird die gesamte erforderliche Richtarbeit von der Richteinrichtung 4 geleistet, während die Strangführung 3 von jeglicher Richtarbeit entlastet ist. Die Richteinrichtung kann auch Richttreiber mit umfassen.
Die in der Figur gezeigte Strangführung 3 ist lediglich eines von einer Vielzahl möglicher Ausführungsbeispiele. So muss die Strangführung 3 zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe nicht, wie in der Figur gezeigt, über ihre gesamte Länge linear ausgebildet sein; vielmehr genügt es, wenn zumindest die beiden letzten Rollen R_N-1, R_N auf der Festseite F bzw. die letzten Rollenpaare oder das letzte Strangführungssegment 3' linear in Tangentrichtung T ausgerichtet sind. Die letzten Rollen bzw. Rollenpaare können als Einzelrollen bzw. Einzelrollenpaare oder innerhalb eines Rollensegmentes angeordnet und gelagert sein. Der lineare Auslaufbereich der Strangführung 3 kann sich jedoch auch über 50%, über 75% oder, wie in der Figur gezeigt sogar über die ganze Länge der Strangführung, jeweils ab dem Ausgang der Strangführung entgegen der Gießrichtung G gerechnet, erstrecken.
Der Neigungswinkel liegt vorzugsweise zwischen 30 und 55 Grad.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 2117110 A1 [0003]
- GB 2107623 A [0003]

Claims

Verfahren zum Stranggießen eines Metallstranges (1) bei dem der gegossene Strang (1) eine Kokille (2) nach unten verlässt, entlang einer Strangführung (3) geführt wird, innerhalb der Strangführung durcherstarrt, und anschließend in Gießrichtung (G) hinter der Strangführung (3) in eine Auslaufrichtung (A) umgelenkt und gerichtet wird; dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (1) zumindest in dem letzten Abschnitt (s_L) der Strangführung, bevor er umgelenkt und gerichtet wird, linear und unter einem Neigungswinkel (α) gegenüber der Auslaufrichtung (A) geneigt geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (1) zumindest über die Länge eines Strangführungssegmentes (3') in dem letzten Abschnitt (s_L) linear geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (1) über mindestens 50% der Länge der Strangführung in dem Abschnitt (s_L) linear geführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) gegenüber der Auslaufrichtung (A) in einem Bereich zwischen 1° und 89° liegt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (α) in einem Bereich zwischen 30° und 55° liegt.
Vorrichtung, insbesondere CSP-Anlage, zum Stranggießen eines Metallstranges (1), mit: einer Kokille (2), die der gegossene Metallstrang (1) nach unten verlässt; einer Strangführung (3) mit Senkundärkühlung zum Abkühlen und Führen des Metallstrangs bis zu seiner Durcherstarrung; und einer Umlenk- und Richteinrichtung (4) zum Umlenken und Richten des durcherstarrten Metallstrangs (1) in eine Auslaufrichtung (A); dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein letzter Abschnitt (s_L) der Strangführung (3) vor der Umlenk- und Richteinrichtung (4) linear und mit einem Neigungswinkel (α) gegenüber der Auslaufrichtung (A) geneigt ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der letzte lineare Abschnitt durch mindestens die beiden letzten Rollenpaare der Strangführung (3) gebildet ist, deren jeweilige festseitigen Rollen (R_N-1, R_N) auf einer mit dem Neigungswinkel (α) geneigten Graden angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der letzte linear geneigte Abschnitt über mindestens 50%, vorzugsweise 75%, der Länge der Strangführung erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille als Bogenkokille ausgebildet ist, wobei der Strang die Bogenkokille unter dem Neigungswinkel (α) verlässt; und dass die Strangführung über ihre gesamte Länge zwischen dem Ausgang der Bogenkokille und der Umlenk- und Richteinrichtung (4) linear und entsprechend dem Neigungswinkel (α) geneigt ausgebildet ist und den Strang entsprechend linear geneigt führt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kokille als Senkrecht-Kokille ausgebildet ist; dass in Gießrichtung unmittelbar hinter dem Ausgang der Kokille ein Biegeelement (5) angeordnet ist zum Umlenken des Strangs (1) nach Verlassen der Kokille in eine durch den Neigungswinkel bestimmte Tangentenrichtung (T); und dass die Strangführung (3) über ihre gesamte Länge zwischen dem Biegeelement (5) und der Umlenk- und Richteinrichtung (4) linear und entsprechend dem Neigungswinkel (α) geneigt ausgebildet ist.