Verfahren zur Optimierung der Randbereiche von Strangoberflächen gegossener Brammen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung von Randbereichen der Strangoberflächen in Stranggießanlagen mit Kokille gegossener Blöcke, Billets Brammen oder dergleichen, insbesondere von Dünnbrammen.

[0002] Auf den Strangoberflächen sind bspw. in Randbereichen der Dünnbrammen abwechselnd Abschnitte ohne bzw. abwechselnd mit relativ schwach bis stark ausgeprägten Oszillationsmarken vorhanden. Diese Oszillationsmarken sind im Randbereich des gewalzten Bandes als Schatten sichtbar und schränken dessen Verwendung ein. Solche Schatten haben üblicherweise eine Breite von bis 250 mm, ausgehend von der Bandkante.

[0003] In der Gießpulver-/-granulatschicht ist ebenfalls abwechselnd im Randbereich des Gießformates kein oder ein abwechselnd schwacher bis starker Gießpulverauswurf zu beobachten. Es wird vermutet, dass zwischen der Stärke des Gießpulverauswurfs und dem Zustandekommen der Oszillationsmarken ein Zusammenhang besteht.

[0004] Zur Zeit werden zwischen der Kokille und dem ersten Strangführungsrollenpaar bzw. dem Stützgitter (Spritzring) einer Stranggießanlage Spritzwassermengen breitenabhängig auf der Los- und Festseite von zusammen 120 l/min je Meter Gießbreite und mehr gefahren. Wassermengen von z. B. 280 l/min je Meter Gießbreite haben zu einem Gießpulverauswurf über die gesamte Gießbreite und zu einem deutlichen Abfall der abgeführten Wärmemenge in der Kokille geführt.

[0005] Das Dokument WO 02/060619 A1 beschreibt ein Strangführungssegment zum Führen und Kühlen des Gussstranges einer Stranggießanlage, umfassend eine mit Traversen und Führungsrollen zwischen Seitenwänden ausgebildete Rollenbrücke sowie eine Kühlmittelzuführung für die Sekundärkühlung des Gussstranges und die Rahmenkühlung, wobei diese mit einer Kühlmittelverteilung und an diese anschließbare Verteilerrohre, Spritzrohre und endseitige Spritzdüsen versehen sind. Hierfür wird bei dem Strangführungssegment vorgeschlagen, dass es wasserleitende Traversen mit Traversenbereichen besitzt, die durch vertikale Kammern derart gekoppelt sind, dass für den Mittenbereich entsprechend der geringsten Strangbreite bzw. für den ersten Außenbereich entsprechend der mittleren Strangbreite bzw. für den zweiten Außenbereich entsprechend der maximalen Strangbreite jeweils eine Kühlmittelzuführung vorgesehen ist. Ferner besteht die Kühlmittelzuführung für die Sekundärkühlung des Gussstranges und die Rahmenkühlung aus einer Wasserverteilung und an diese anschließbare Verteilerrohre, Spritzrohre und endseitigen Spritzdüsen.
Die Bauart ist übersichtlich, kompakt und auf jede Strangbreite optimal durch Zuund Abschalten entsprechender Druckwasserzuführungen an die jeweils aktuelle Strangbreite anpassbar.

[0006] Das Dokument DE 24 01 263 A1 offenbart ein Kühlsystem für die Sekundärkühlstrecke einer Stranggießanlage. Das Kühlsystem für die Sekundärkühlstrecke, bei dem der Strang mittels Spritzwasser gekühlt wird, besteht darin, dass seine Randbereiche weniger gekühlt werden als die übrigen Bereiche, was dadurch erreicht wird, dass die Spritzbreite der auf die Strangoberfläche auftretenden Strahlen durch verstellbare Abdeckungen zwischen den Spritzdüsen und dem Strang einstellbar ist.

[0007] Bei dieser Anordnung können die Abdeckungen in Form von Blenden in Düsennähe angeordnet sein.

[0008] Das Dokument JP 022 906 56 A offenbart Mittel zur Kontrolle der Eindringquanität von Gießpulver bei der Produktion eines Gussstranges sowie zum Erreichen einer exzellenten Oberflächencharakteristik durch eine Distanz zwischen der Kokille und der erstarrten Schale des Gussstückes entsprechend dem zu gießenden Material.

[0009] Die vertikale Oszillation wird periodisch auf eine Kokille mit einer Breit- und Schmalseite übertragen. Mittels Druck von Hydraulikzylindern zum Festklemmen der Schmalseite der Kokille mit Hilfe eines Hydraulikmotors wird die Klemmkraft von oberen und unteren Klemmmitteln verstärkt oder verringert, um die Eindringmenge des Gießpulvers zwischen Kokille und erstarrter Schale des Gussstranges zu regeln.
Mit Hilfe dieser Methode wird die Entstehung eines Durchbruchs vermindert und eine Reduktion von Oszillationsmarken mit dem Ergebnis einer besseren Oberflächencharakteristik des Gussstranges erreicht.

[0010] Das Dokument JP 612 459 49 A offenbart ein Verfahren zum Eliminieren der variablen Faktoren von schädlichen Einflüssen auf die Qualität eines Stranggussproduktes durch Aufrechterhaltung der Temperatur einer Schmelze im Kontakt mit den inneren Seitenwänden einer Kokille, insbesondere in einer Meniskus-Position im Bereich des Erstarrungspunktes der Schmelze oder oberhalb desselben. Die Schmelze wird von einem Trichter über ein Tauchrohr in die Kokille aufgegeben. Die Schmelze wird bei einer Temperatur entsprechend dem Erstarrungspunkt des Metalles oder oberhalb desselben durch Wärmeerzeugung eines Induktors im oberen Bereich der Kokille aufrechterhalten, so dass eine vollständig geschmolzene Metallschicht gebildet wird. Diese wird sodann zur Erstarrung mittels Kühlwasserrohren im anschließenden Bereich der Kokille gekühlt, und zwar bis zur vollständigen Durcherstarrung. Danach wird der Gussstrang in einer Kühlsprühzone weiter abgekühlt und durch Klemmrollen aus der Gussform abgezogen.
Der erzeugte Gussstrang ist frei von Oszillationsmarken und enthält keine nichtmetallischen Einschlüsse unterhalb der Oberfläche der Gusshaut des erzeugten Stranges.

[0011] Das Dokument BE 893 777 A offenbart ein Verfahren, bei welchem in einem Stranggussprozess, insbesondere für Stahl, die Wand des oberen Bereiches einer Kokille im Bereich der Nitration bei der Metallerstarrung mit geringerer Kühlintensität gekühlt wird, als der untere Bereich der Kokille.
Die unterschiedliche Kühlung kann erreicht werden durch zwei separate Wasserkühlungs-Kreisläufe, ggf. durch Zufuhr von Kühlmittel mit unterschiedlicher thermaler Leitfähigkeit, durch Erhöhen der Dicke einer Gießpulverschicht oder Materialabdeckung an den Ecken der Kokille, durch Aufheizen des oberen Bereichs der Kokille oder durch Verwendung von Einlagen mit geringerer thermischer Leitfähigkeit als Kupfer im oberen Bereich der Kokille.
Die unterschiedliche Kühlwirkung reduziert die Tendenz zur Ausbildung von Oszillationsmarken bei dem Gussstrang.

[0012] Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Gießpulverauswurf zu vermeiden bzw. stark zu reduzieren, um damit die Oszillationsmarken zu vermeiden, die ansonsten im Randbereich des gewalzten Bandes als Schatten sichtbar wären.

[0013] Dies wird bei einem Verfahren zur Optimierung von Randbereichen der Strangoberflächen von in Stranggießanlagen mit Kokillen gegossener Blöcke, Billets, Brammen oder dergleichen, insbesondere von Dünnbrammen, mit der Erfindung dadurch erreicht,
dass der gegossene Strang zwischen Kokillenaustritt und dem ersten Strangführungsrollenpaar bzw. dem Führungsgitter mit einer vergleichsweise geringen Spritzwassermenge je Meter Gießbreite beaufschlagt wird.

[0014] Um dies zu erreichen kann beispielsweise von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, die Spritzwassermengen im Spritzring vorzugsweise abzuschalten oder zumindest deutlich unterhalb der aktuellen Spritzwassermengen zu reduzieren, um ein Aufsteigen von Wasserdampf zwischen Kokilleninnenwand und Strang im Randbereich des Gießformates zu vermeiden, was zu Auswürfen von Gießpulver führen kann.

[0015] Durch aufsteigenden Wasserdampf zwischen Kokilleninnenwand und dem Strang wird der Wärmeübergang zumindest im Randbereich der Kokille reduziert. Eine ungleichmäßige Wärmestromdichte über die Kokillenbreite wirkt sich dabei nachteilig auf die Oberflächenqualität aus.
Mit der Erfindung werden diese Nachteile signifikant vermindert.

[0016] Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in Unteransprüchen vorgesehen.
Dabei kann beispielsweise die Spritzwassermenge zwischen 0 und max. 50 l/min je Meter Gießbreite betragen.

[0017] Hierfür kann weiter vorgesehen sein, dass der Spritzwasserdruck zwischen 0 und max. 2 bar liegt.

[0018] Und schließlich kann von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, dass der gegossene Strang unterhalb des Kokillenaustritts bereichsweise trocken, d. h. ohne Spritzwasser gefahren wird.

[0019] Das Verfahren nach der Erfindung ist unkompliziert und effizient und es löst in optimaler Weise die eingangs gestellte Erfindungsaufgabe.

Ansprüche

1. Verfahren zur Optimierung von Randbereichen der Strangoberflächen in Stranggießanlagen mit Kokille gegossener Blöcke, Billets, Brammen oder dergleichen, insbesondere von Dünnbrammen,
dadurch gekennzeichnet,
dass der gegossene Strang zwischen Kokillenaustritt und dem ersten Strangführungsrollenpaar bzw. dem Führungsgitter mit einer vergleichsweise geringeren Spritzwassermenge (l/min je Meter Gießbreite) beaufschlagt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spritzwassermenge zwischen Null und max. 50 l/min je Meter Gießbreite beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Spritzwasserdruck zwischen Null und max. 2 bar liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der gegossene Strang unterhalb des Kokillenaustritts bereichsweise trocken d.h. ohne Spritzwasser gefahren wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spritzwassermengen im Spritzring abgeschaltet oder zumindest deutlich unterhalb der aktuellen Spritzwassermengen reduziert werden.