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DE19915624A1 - Process and arrangement for the continuous production of finished profiles from metal - Google Patents

Process and arrangement for the continuous production of finished profiles from metal

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Publication number
DE19915624A1
DE19915624A1 DE19915624A DE19915624A DE19915624A1 DE 19915624 A1 DE19915624 A1 DE 19915624A1 DE 19915624 A DE19915624 A DE 19915624A DE 19915624 A DE19915624 A DE 19915624A DE 19915624 A1 DE19915624 A1 DE 19915624A1
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DE
Germany
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strand
finished
sections
finished profile
casting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19915624A
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German (de)
Inventor
Wolfgang Mudersbach
Josef Piasecki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Publication date
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Abstract

A continuously cast endless metal billet is fed directly and continuously into a multi-stand section rolling mill (5). The profile of the cast billet is adapted to that of the finished profile, so that the cast structure of the billet is converted int the rolled structure of the finished profile, with only min. stretching of the billet in the rolling mill. The finished profile passed through a cooling stand (6) and cut in a cutting stand (7) into length, which are a multiple of final lengths for sale. T length are stretch leveled, bundled, and cut into lengths for sale in a second cutting stand (12).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Fertigprofilen aus Metall mit einem Walzgefüge, insbesondere geometrisch komplexen Profilen wie z. B. Träger, Spundwandbohlen, Eisenbahnschienen und Oberbaumaterial, bei dem ein kontinuierlich gegossener Endlosstrang mit einem Gußgefüge ohne Unterteilung und Zwi­ schenerwärmung einem Walzwerk, insbesondere Universalwalzwerk zugeführt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Anordnung zum Durchführen des Verfahrens.The invention relates to a process for continuous Manufacture of finished profiles from metal with a Rolled structure, in particular geometrically complex profiles such as e.g. B. beams, sheet piles, railroad tracks and Track material in which a continuously cast Endless strand with a cast structure without subdivision and intermediate shear heating a rolling mill, especially universal rolling mill is fed. The invention also relates to a Arrangement for performing the method.

Derartige Verfahren und Anordnungen zu deren Durchführung sind aus dem Stand der Technik bekannt. In Neue Hütte, Novem­ ber 1983, Seiten 424-426 ist ein Verfahren zur kontinuier­ lichen Herstellung von Fertigprofilen beschrieben, bei dem mit Hilfe eines Gießrades ein kontinuierlicher Strang gegos­ sen wird. Nach dem Verlassen der Kokille des Gießrades wird der Strang über mehrere Rollen und einen Richttreiber gerich­ tet, zur kompletten Erstarrung gebracht und einer Ausgleich­ strecke zugeführt, in der die Temperatur über den Flächen­ querschnitt des Stranges einheitlich eingestellt wird. Der gegossene Strang hat eine trapezoide Querschnittsform, um ihn problemlos aus der Kokille des Gießrades lösen zu können. In einem Vertikal- und Horizontalgerüst erfolgt eine Umformung des Stranges in eine quadratische Querschnittsform, die dann als kontinuierlicher Strang einer Vorstraße und anschließend der Fertigstraße zugeführt wird, in der aus dem Strang das Fertigprofil hergestellt wird. Such methods and arrangements for their implementation are known from the prior art. In New Hut, Novem About 1983, pages 424-426 is a process for continuous Lichen manufacture of finished profiles described in which cast a continuous strand using a casting wheel will. After leaving the mold of the casting wheel the strand over several roles and a directional judge tet, brought to complete solidification and a balance range fed in, the temperature over the surfaces cross-section of the strand is set uniformly. The cast strand has a trapezoidal cross-sectional shape to it to be able to be easily removed from the mold of the casting wheel. In a vertical and horizontal stand is formed of the strand into a square cross-sectional shape, which then as a continuous strand of a rough road and then is fed to the finishing train, in which the Finished profile is produced.  

Im einzelnen besteht die Anlage zur Durchführung dieses Ver­ fahrens aus folgenden, in Richtung des Materialflusses hin­ tereinander angeordneten Bereichen:In detail, there is the system for the implementation of this Ver driving from the following, in the direction of the material flow arranged areas:

a) Flüssigstahlbereicha) Liquid steel area

Als Gießmaschine kommt ein Gießrad zum Einsatz. Der in trape­ zoider Form das Gießrad verlassende Strang wird von einem wassergekühlten Abstreifmeißel aus dem Rad gehoben und der Biegezone und dem Richttreiber zugeführt.A casting wheel is used as the casting machine. The one in trape zoider form the strand leaving the casting wheel is from one water-cooled scraper bit lifted out of the wheel and the Bending zone and the directional driver.

Zur Funktion und Wirkungsweise eines Gießrades zum kontinu­ ierlichen Gießen eines Metallbandes wird beispielhaft auf die DE-A- 19 41 729 hingewiesen.For the function and mode of operation of a casting wheel for continuous The pouring of a metal strip is exemplified on the DE-A-19 41 729 pointed out.

b) Kühl- und Ausgleichszoneb) Cooling and compensation zone

An den Gießbereich schließt sich der Kühlbereich an, der als offene Sprühkühlung ausgeführt ist, um den flüssigen Rest­ sumpf im Strang kontrolliert zu verfestigen. Der Kühlung schließt sich eine Ausgleichszone an, die durch einen in der Geschwindigkeit einstellbaren Rollgang realisiert ist, den der Strang ohne zusätzliche Kühlung durchläuft und auf dem ein Wärmeausgleich im Strang stattfindet.The casting area is followed by the cooling area, which as open spray cooling is carried out to the liquid rest solidify swamp in a strand. The cooling is followed by a compensation zone, which is marked by a in the Speed adjustable roller table is realized the strand passes through without additional cooling and on the heat balance takes place in the strand.

c) Walzbereichc) Rolling area

Der anschließende Walzbereich besteht aus zwei Walzgerüsten, in denen der Strang auf Abmessung gewalzt wird, die sich in einem weiterverarbeitenden Walzwerk, beispielsweise einer Vorstraße, einsetzen lassen.The subsequent rolling area consists of two rolling stands, in which the strand is rolled to dimensions that are in a further processing mill, for example one Vorstraße, let it work.

Mit dem bekannten Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Fertigprofilen wird der bei diskontinuierlichen Verfahren erforderliche Stoßofen entbehrlich. Außerdem werden die Ener­ giekosten beim Betrieb erheblich reduziert. With the known process for continuous production of finished profiles is that of discontinuous processes the necessary pusher furnace can be dispensed with. In addition, the Ener operating costs significantly reduced.  

Ausgehend von diesem Stand der Technik zur Erzeugung geometrisch einfacher Profile wie Draht liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung der eingangs erwähnten Art zur Herstellung von insbesondere geometrisch komplexen Profilen wie Träger, Spundwandbohlen, Eisenbahnschienen und Eisenbahnoberbaumaterial etc. mit verbesserter Wirtschaftlichkeit insbesondere durch weniger Betriebsstörungen, höheres Materialausbringen, geringere Energiekosten und geringerem Konstruktionsaufwand vorzuschlagen.Based on this state of the art for generation Geometrically simple profiles such as wire are the subject of the invention the task underlying a method and an arrangement of type mentioned above for the production of in particular geometrically complex profiles such as beams, sheet piles, Railroad tracks and railway superstructure material etc. with improved economy, in particular through less Malfunctions, higher material output, lower Energy costs and less design effort to propose.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß der Endlosstrang unmittelbar und kontinuierlich einem mehrgerüstigen Formstahlwalzwerk zugeführt wird. Die nach dem Stand der Technik erforderliche Erwärmung im Walzwerksofen sowie die Umformung des Stranggußstranges in einer Vorstraße des Formstahlwalzwerkes entfällt. Der kontinuierliche Strang wird unmittelbar in dem mehrgerüstigen Formstahlwalzwerk zu dem Fertigprofil umgeformt.This object is achieved in a method of the type mentioned at the beginning Kind solved in that the endless strand immediately and continuously a multi-stand form steel mill is fed. The state of the art required Heating in the rolling mill furnace and the forming of the Continuous casting in a roughing mill of the steel forming mill not applicable. The continuous strand is immediately in the Multi-stand steel forming mill for the finished profile reshaped.

Wird der Querschnitt des gegossenen Stranges so weit an den Querschnitt des Fertigprofils angenähert, daß sich das Gußge­ füge des Stranges in das Walzgefüge des Fertigprofiles bei minimalem Streckgrad des Stranges im Formstahlwalzwerk umwan­ delt, lassen sich hohe Produktionsleistungen bei geringer Walzgeschwindigkeit in dem Formstahlwalzwerk realisieren. Gegenüber herkömmlichen Reversierwalzwerken liegen die Walzgeschwindigkeiten etwa um den Faktor 7 niedriger. Die geringeren Walzgeschwindigkeiten erhöhen die Arbeits- und Betriebssicherheit und reduzieren die Geräuschentwicklung beim Betrieb einer Anordnung zum Durchführen des Verfahrens. Gleichzeitig wird durch diese Maßnahme die Qualität des Fertigprofils verbessert. If the cross section of the cast strand so far to the Cross section of the finished profile approximated that the Gußge add the strand to the roll structure of the finished profile The minimum degree of stretching of the strand in the steel forming mill delt, high production rates can be achieved with low Realize the rolling speed in the steel forming mill. They are compared to conventional reversing rolling mills Rolling speeds are about 7 times lower. The lower rolling speeds increase the work and Operational reliability and reduce noise when operating an arrangement for performing the method. At the same time, the quality of the Finished profile improved.  

Durch Wechseln der Kokille kann der Querschnitt des gegos­ senen Stranges an eine Vielzahl unterschiedlicher Fertigpro­ file angenähert werden, wobei sich die vorstehend angegebenen vorteilhaften Wirkungen ergeben. Als weiterer Vorteil aus dem Endlosgießwalzen resultiert, daß während des Walzens nahezu keine Kopfenden und Fußenden mit gefährlichen scharfen Zungen an Steg und Flanschen auftreten. Nach dem Walzen wird das Fertigprofil einer Kühlstrecke zugeführt und anschließend mit Hilfe einer mitlaufenden Unterteilvorrichtung in Abschnitte unterteilt, deren Länge ein Vielfaches der Länge des verkaufsfähig unterteilten Fertigprofils beträgt. Das Endlosgießwalzen ermöglicht sowohl in vorgeschalteten als auch in nachgeordneten Bereichen der Anordnung zum Durchführen des Verfahrens den Einsatz langsam laufender Maschinen, wie insbesondere Bandsägen zum Unterteilen auf Verkaufslängen.By changing the mold, the cross section of the goos to a variety of different finished products file can be approximated, with the above indicated have beneficial effects. Another advantage of the Continuous casting rolls result in almost during rolling no head ends and foot ends with dangerous sharp tongues occur on the web and flanges. After rolling it will Finished profile fed to a cooling section and then with With the help of a moving lower part device in sections divided, the length of which is a multiple of the length of the ready-to-sell divided finished profile. The Continuous casting rolls enables both in upstream and also in subordinate areas of the order for Perform the procedure using slow-moving Machines, such as band saws for dividing Sales lengths.

Vor Unterteilen des Endlosstranges in Abschnitte mit einem Vielfachen der Verkaufslängen muß dieser auf ein Niveau gekühlt werden, was bei deren weiterer Verarbeitung ein Verziehen vermeidet. Dies erfolgt vorzugsweise mit einer Wasser-Luftkühlstrecke.Before dividing the endless strand into sections with a Multiples of the sales length must be at one level to be cooled, which in their further processing Avoids warping. This is preferably done with a Water-air cooling section.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spieles erläutert.In the following the invention will be explained with reference to an embodiment game explained.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung zum Durchführen des Verfah­ rens in schematischer Seitenansicht und Aufsicht. Fig. 1 shows an arrangement for performing the procedural ren in schematic side view and top view.

Der links im Bild gezeigte Flüssigstahlbereich besteht aus einer Pfanne 1, einem Tundish 2 sowie einem Gießrad 3. Der unter der Pfanne 1 angeordnete Tundish hat die Aufgabe, den Gießstrahl auf die Kokille des Gießrades 3 auszurichten und dient als Puffer während des Pfannenwechsels. Das ebenfalls an sich bekannte Gießrad 3 umfaßt eine endlose umlaufende Stahlkette, Abstreifmeißel und Reinigungszubehör sowie Kühl­ mittel. Die Stahlkette verschließt eine Nut etwa auf einem Viertel des Radumfanges des Gießrades 3 und bildet mit dem Rad die Kokille. Der Stahl läuft vom Tundish 2 in die Kokille und erstarrt während der Vierteldrehung des Gießrades 3 so­ weit, daß sich eine feste Schale gebildet hat.The liquid steel area shown on the left consists of a pan 1 , a tundish 2 and a casting wheel 3 . The tundish arranged under the pan 1 has the task of aligning the pouring jet onto the mold of the casting wheel 3 and serves as a buffer during the pan change. The casting wheel 3, which is also known per se, comprises an endless revolving steel chain, scraper chisel and cleaning accessories and also cooling medium. The steel chain closes a groove on about a quarter of the wheel circumference of the casting wheel 3 and forms the mold with the wheel. The steel runs from the tundish 2 into the mold and solidifies during the quarter-turn of the casting wheel 3 to such an extent that a solid shell has formed.

Dieser teilerstarrte Strang wird in einer nachgeschalteten Anordnung 4 entzundert und unmittelbar mehreren, im Ausfüh­ rungsbeispiel vier Profilwalzgerüsten 5 zugeführt, die aus dem dünnen endabmessungsnahen Vorprofil der Kokille, das dem Fertigprofil geometrisch ähnlich ist, beispielsweise einen Doppel-T-Träger formen.This partially solidified strand is descaled in a downstream arrangement 4 and immediately supplied to several, in the exemplary embodiment, four roll stands 5 , which form a double T-beam, for example, from the thin pre-profile of the mold, which is geometrically similar to the finished profile.

Angenommen der gegossene Strang hat ein spezifisches Gewicht von 200 kg/m, resultiert bei einem geforderten Streckgrad zur Umwandlung des Gußgefüges des Stranges in das Walzgefüge des Fertigprofils von λ = 4 ein spezifisches Gewicht des Fertig­ profiles von 50 kg/m. Unter der Annahme einer hohen Gießge­ schwindigkeit von 20 m/min. ergibt sich bei dem gegebenen Streckgrad von λ = 4 eine Walzgeschwindigkeit von 80 m/min. entsprechend 1,3 m/s. Gegenüber den bei herkömmlichen Rever­ sierwalzwerken üblichen 10 m/s ist dies trotz der hohen Gieß­ geschwindigkeit eine sehr kleine Walzgeschwindigkeit. Unter den beispielhaft vorgegebenen Prozeßdaten ergibt sich bei 6000 Betriebsstunden pro Jahr eine Jahresproduktionsleistung von 1.440.000 Tonnen.Suppose the cast strand has a specific weight of 200 kg / m, results in a required degree of stretching Conversion of the casting structure of the strand into the rolling structure of the Finished profile of λ = 4 a specific weight of the finished profiles of 50 kg / m. Assuming a high foundry speed of 20 m / min. results from the given Degree of stretching of λ = 4 a rolling speed of 80 m / min. corresponding to 1.3 m / s. Compared to conventional Rever sierwalzwerke usual 10 m / s, this is despite the high casting speed a very low rolling speed. Under the process data given by way of example results in 6000 operating hours per year an annual production output of 1,440,000 tons.

In einer nachgeschalteten Wasser-Luft-Kühlstrecke 6 wird das walzwarme Profil auf Umgebungstemperatur herabgekühlt, wobei mit der Regelung des Kühlverlaufs die Eigenspannungen, die Gefügeausbildung, die Oberflächenbeschaffenheit und die Geradheit des Profils bei der weiteren Abkühlung gezielt beeinflußt werden.In a downstream water-air cooling section 6 , the hot-rolled profile is cooled down to ambient temperature, the residual stresses, the microstructure, the surface properties and the straightness of the profile being specifically influenced during the further cooling by regulating the cooling process.

Die geringe Walzgeschwindigkeit der Profilwalzgerüste 5 er­ laubt das Unterteilen des kontinuierlich hergestellten Fer­ tigprofils mit einer mitlaufenden Säge 7 in Abschnitte, die mit Hilfe einer Querfördereinrichtung 8 mit darin integrier­ ter Streckrichtanlage 9 einer Stapelanlage 10 zum Bilden von ein- oder mehrlagigen Schichten (Pakete) der Abschnitte zuge­ führt werden. Von der Stapelanlage 10 gelangen die Pakete über einen Rollgang 11 zu einer weiteren Unterteilvorrichtung 12. Die Pakete haben ein Gesamtgewicht von etwa 30 t. Infol­ gedessen können die Zykluszeiten zum Unterteilen der Ab­ schnitte in verkaufsfertige Fertigprofile in der weiteren Un­ terteilvorrichtung 12 groß gewählt werden, so daß langsam laufende Maschinen, wie beispielsweise Bandsägen, zum Unter­ teilen in Frage kommen.The low rolling speed of the roll stands 5 allows the subdivision of the continuously produced Fer tigprofils with a rotating saw 7 into sections, using a cross conveyor 8 with integrated stretch straightening system 9 a stacking system 10 for forming single or multi-layer layers (packages) Sections are fed. From the stacking system 10 , the packages reach a further lower part device 12 via a roller table 11 . The packages have a total weight of around 30 tons. As a result, the cycle times for subdividing the sections into ready-to-sell finished profiles in the further subdivision device 12 can be selected to be large, so that slow-running machines, such as band saws, can be considered for sub-dividing.

Claims (7)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Fertigpro­ filen aus Metall mit einem Walzgefüge, bei dem ein konti­ nuierlich gegossener Endlosstrang mit einem Gußgefüge ohne Unterteilung und Zwischenerwärmung einem Walzwerk zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang unmittelbar und kontinuierlich einem mehr­ gerüstigen Formstahlwalzwerk (5) zugeführt wird.1. A process for the continuous production of Fertigpro filen from metal with a rolling structure, in which a continuously cast continuous strand with a casting structure without subdivision and intermediate heating is fed to a rolling mill, characterized in that the strand is immediately and continuously a more skeletal steel mill ( 5 ) is fed. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des gegossenen Endlosstranges so weit an den Querschnitt des Fertigprofils angenähert wird, daß sich das Gußgefüge des Endlosstranges in das Walzgefüge des Fertigprofiles bei minimalem Streckgrad λ des Endlosstranges im Formstahlwalzwerk umwandelt.2. The method according to claim 1, characterized, that the cross section of the cast endless strand so far is approximated to the cross section of the finished profile that the casting structure of the endless strand in the rolling structure of the finished profile with a minimum degree of stretch λ of Continuous strand converted in the form steel rolling mill. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fertigprofil einer Kühlstrecke (6) zugeführt und anschließend in einer mitlaufenden Unterteilvorrichtung (7) in Abschnitte unterteilt wird, deren Länge ein Viel­ faches der Länge des verkaufsfähig unterteilten Fertig­ profils beträgt. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the finished profile is fed to a cooling section ( 6 ) and then divided into sections in a moving bottom device ( 7 ), the length of which is a multiple of the length of the salable divided finished profile. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte des Fertigprofiles zum Streckrichten gefördert, anschließend in Paketen gebündelt und in verkaufsfähige Längen unterteilt werden.4. The method according to claim 3, characterized, that the sections of the finished profile for straightening funded, then bundled in packages and in salable lengths can be divided. 5. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stranggießanlage (3), ein Formstahlwalzwerk (5) mit mindestens zwei Walzgerüsten, eine Kühlstrecke (6) zum Kühlen der Fertigprofile, eine mitlaufende Unterteil­ vorrichtung (7) zum Unterteilen der Fertigprofile in Ab­ schnitte, eine Transportvorrichtung (8) mit einer Streck­ richt-Vorrichtung (9) für die Abschnitte, eine Stapelan­ lage (10) zum Bilden von ein- oder mehrlagigen Schichten der Abschnitte und eine weitere Unterteilvorrichtung (12) zum Unterteilen der Abschnitte in verkaufsfähige Fertig­ profile in Richtung des Materialflusses des Stranges oder des Fertigprofiles hintereinander angeordnet sind.5. Arrangement for performing the method according to one of the, characterized in that a continuous casting plant ( 3 ), a form steel rolling mill ( 5 ) with at least two roll stands, a cooling section ( 6 ) for cooling the finished profiles, a moving bottom part device ( 7 ) for dividing the finished sections in sections, a transport device ( 8 ) with a stretching device ( 9 ) for the sections, a stacking system ( 10 ) for forming single or multi-layer layers of the sections and a further lower part device ( 12 ) for dividing the Sections in salable finished profiles are arranged one behind the other in the direction of the material flow of the strand or the finished profile. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stranggießanlage (3) und dem Formstahl­ walzwerk (5) eine Anordnung zum Entzundern (4) des Stran­ ges vorgesehen ist.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that an arrangement for descaling ( 4 ) of the strand is provided between the continuous casting plant ( 3 ) and the shaped steel rolling mill ( 5 ). 7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggießanlage (3) als Gießrad mit umlaufender Kokille, insbeondere Kettengießrad, die Kühlstrecke (6) als Wasser-Luft-Kühlstrecke, die mitlaufende Unterteilvorrichtung (7) als mitlaufende Säge, die Transportvorrichtung (8) als Querförderer und die weitere Unterteilvorrichtung (12) als verfahrbare Bandsägenanlage ausgestaltet ist.7. Arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the continuous casting system ( 3 ) as a casting wheel with a rotating mold, in particular chain casting wheel, the cooling section ( 6 ) as a water-air cooling section, the moving bottom device ( 7 ) as a rotating saw, the Transport device ( 8 ) is designed as a cross conveyor and the further lower part device ( 12 ) is designed as a movable band saw system.
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