Führungselement einer Stranggiessanlage

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Führungselement einer Stranggießanlage, insbesondere einer Dünnbrammenstranggießanlage, zum Führen eines Metallbandes in einer Strangführungsrichtung, mit mindestens einem Paar sich bezüglich des Metallbandes gegenüberliegender Führungsrollen, die einen Rollenspalt bilden, wobei dem Paar von Führungsrollen eine Einstelleinrichtung zum Einstellen einer Bombierung des Rollenspaltes zugeordnet ist und die Einstelleinrichtung sowohl druck- als auch positionsgesteuert bzw. -geregelt betreibbar ist.

[0002] Beim Stranggießen von Brammen, und hier besonders bei Gießgeschwindigkeiten zwischen 1,0 m/min bis 10 m/min, ist es von großer Bedeutung für die Gießsicherheit sowie für den Walzprozess, dass der Strang zentrisch durch die Strangführung, die vorwiegend aus Rollen besteht, läuft.

[0003] Dieser zentrische Lauf des Stranges während seiner Erstarrung führt zu

• einem sicheren Gießverlauf, d. h. es werden Strangdurchbrüche im Kokillenbereich vermieden bzw. unterdrückt, und zu
• einem symmetrischen Strangformat, das für die Erzeugung eines guten Warmbandprofiles mit einer Balligkeit 1 % und einer guten Planheit von Wichtigkeit ist.

[0004] Dieser zentrische Lauf der Bramme und die damit verbundene hohe Gießsicherheit bzw. symmetrische Brammenform gewinnt mit steigender Gießgeschwindigkeit und sinkender Brammendicke überproportional an Bedeutung.

[0005] Vor allem wird die Kontrolle einer symmetrischen Balligkeit bzw. eines symmetrischen Brammenprofils mit dünner werdender Bramme bzw. größer werdendem Breiten-Dicken-Verhältnis bedeutsamer, da bei einem Breiten-Dicken-Verhältnis von ca. 100/1 das Walzgut im Walzspalt von beispielsweise 1.000 mm Breite und 10 mm Dicke keine Breitung erfährt.

[0006] Es ist also für eine Dünnbramme mit einer Erstarrungsdicke von z.B. 150 bis 40 mm die Kontrolle des Erstarrungsprofils wichtiger als für eine Standard-Bramme von 200 mm Dicke.

[0007] Als Stand der Technik sind die Patentanmeldungen

• PCT/DE 95/00 094; WO 95/20 448
• PCT/DE 95/00 093; WO 95/20 446
• PCT/DE 95/00 096; WO 95/20 447

zu nennen, bei denen die Rollenstrangführungen eine konkave Form aufweist.

[0008] In den beiden erstgenannten Patentschriften weisen die Rollen eine konkave Mantellinie auf, bei denen der kleinste Durchmesser in der Rollenmitte auftritt.

[0009] In der Patentanmeldung PCT/DE 95/00 096 wird die konkave Rollenstrangführung durch eine unter Last sich einstellende Durchbiegung von maximal 8 % erzeugt.

[0010] Diese Art der Strangkonkavität kann dem Strang im Bereich der Erstarrung und nach der Erstarrung nicht gleichzeitig gerecht werden. Besondere Gründe hierfür sind z. B. die Reduktion der Strangdicke während der Erstarrung zwischen Kokillenaustritt und Enderstarrung, in der Fachwelt als Gießwalzen mit flüssigem Kern, "cast rolling" oder auch "liquid core reduction" bekannt. In diesem Bereich der starrung des Stranges legt sich die Strangschale an das Rollenprofil völlig an, verursacht durch den herrschenden ferrostatischen Druck bzw. die anstehende Stahlsäule zwischen Gießspiegel und dem beobachteten Strangschalenpunkt.

[0011] Nach dem letzten Erstarrungspunkt bzw. nach der Enderstarrung ist der Strang in seiner Form eingefroren, z. B. mit einem Profil von vorteilhafterweise 1 % Dickenüberhöhung in der Mitte des Stranges gegenüber dem Schmalseitenberejch, die sich auf dem weiteren Weg des Stranges bis an das Ende der Strangführung prozentual nicht mehr ändert. Die einzige noch eintretende Änderung in der Stranggeometrie tritt durch den abkühlungsbedingten Schrumpf des Gesamtstranges auf.

[0012] Diesem Schrumpf des Stranges nach der Durcherstarrung muß die Strangführung folgen, um einen Rollenkontakt zum Strang und damit das Drehen der Rollen sicherzustellen.

[0013] Das Dokument WO 96/ 33 826 beschreibt das Bandgießen zwischen zwei gekühlten Gießrollen. Der Gießspalt zwischen den Gießrollen ist seitlich abgedichtet. Im Gießspalt befindet sich Schmelze. Die Gießrollen sind keine Führungsrollen für den unterhalb einer stationären Kokille austretenden Gießstrang, wie dies bei der Dünnbrammentechnologie der Fall ist.

[0014] Das Dokument US-A-4,167,964 betrifft ein Führungsgerüst für in einer stationären Kokille gegossene Bramme. Die Außenkontur der Führungsrollen wird mittels hydraulisch beeinflussbarer Stempel verändert. Die Führungsrollen selbst sind im Gerüst fest eingespannt, auch wenn diese über die Hydraulikzylinder bei Überlast ausweichen können. Die Kontur der Führungsrollen wird über die Stempel eingestellt.

[0015] Das Dokument Patent Abstracts of Japan (JP 59 113 963 A) betrifft keine reine Führungsrolle sondem eine Walze, die am hydraulischen Krater der nahezu durcherstarrten Bramme hohen Druck auf die Bramme von außen aufbringen soll, um ein Walzgefüge (good quality) im Inneren der Bramme zu erzeugen. Die Druck- bzw. Presswalze ist deshalb im mittleren Bereich "aufblasbar", indem Öldruck an dieser Stelle aufgebracht wird. Die Bramme erhält hierdurch eine konkave Kontur, d. h. die Brammendicke ist in der Brammenmitte geringer als an den Brammenkanten.

[0016] Das Dokument WO 95 / 20 447 A betrifft eine Führungs- bzw. eine Treiberrolle in einem Gerüst einer Stranggießanlage. Um eine exakte Führung der dünnen Bramme zu ermöglichen und ein Pendeln der Dünnbramme im Gerüst zu vermeiden, erhält die Rolle selbst eine konkave Form oder diese wird aufgezwungen, ggf. durch geteilte Rollen. Den Rollen kann auch eine entsprechende Durchbiegung im Elastizitätsbereich unter Gießbelastung aufgezwungen werden.

[0017] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Führungselement einer Stranggießanlage derart auszugestalten, daß die Strangkonkavität sowohl im Bereich der Erstarrung als auch nach der Erstarrung optimal einstellbar ist.

[0018] Die Aufgabe wird bei einem Führungselement der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art dadurch gelöst, dass mindestens eine der Führungsrollen eine Mittenlagerung aufweist und dass die Einstelleinrichtung auf die Mittenlagerung einwirkt.

[0019] Hierdurch kann auf besonders einfache Art und Weise einerseits die Formgebung im Strangbereich mit Flüssigkern und andererseits der Rollenkontakt im durcherstarrten Metallband gewährleistet werden. Insbesondere ist auch eine sogenannte Flüssigkernreduzierung leicht zu bewerkstelligen.

[0020] Wenn die Führungsrolle als geteilte Führungsrolle ausgebildet ist, sollte die Einstelleinrichtung vorzugsweise auf die Mittenlagerung einwirken.

[0021] Wenn hingegen mindestens eine der Führungsrollen als durchgehende Führungsrolle ausgebildet ist, sollte die Einstelleinrichtung über mindestens eine Stützrolle auf die mindestens eine Führungsrolle einwirken.

[0022] Die Einwirkung der Stützrolle auf die Führungsrolle ist besonders zuverlässig, wenn die Stützrolle gegenüber der Führungsrolle um einen von Null verschiedenen Stützwinkel verdreht ist.

[0023] Alternativ kann die Einstelleinrichtung auch über eine Zusatzstützrolle auf die mindestens eine Führungsrolle einwirken, wobei die Stützrolle und die Zusatzstützrolle in Strangführungsrichtung gesehen oberhalb bzw. unterhalb der Führungsrolle angeordnet sind.

[0024] Wenn die Führungsrollen und die Einstelleinrichtung in zug- und druckbelastbaren Rahmen gelagert sind und die Rahmen einstellbar relativ zueinander verspannt sind, ergibt sich eine besonders genaue Einstellbarkeit der Bombierung sowie des Rollenspaltes insgesamt.

[0025] Wenn mindestens einer der Rahmen eine Quertraverse aufweist, mittels derer er über eine zentrisch bezüglich der Quertraverse angeordnete Befestigungsvorrichtung mit einer Basissegmentführung verbunden ist, kann sich der Rahmen - z.B. bei Erwärmung - symmetrisch und ungehindert ausdehnen.

[0026] Die Einstellung des Rollenspaltes zwischen den Führungsrollen erfolgt vorzugsweise mittels eines hydraulischen Kissens. Das hydraulische Kissen ist vorzugsweise ebenso wie die Einstelleinrichtung sowohl druck- als auch positionsgesteuert bzw. -geregelt einstellbar.

[0027] Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung

Figur 1

ein Führungselement,

Figur 2

ein Paar von Führungsrollen mit Stützrollen in Strangführungsrichtung und

Figur 3

eine Seitenansicht von Fig. 2.

[0028] Gemäß Fig. 1 weist ein Führungselement einer Dünnbrammen-Stranggießanlage ein Paar Führungsrollen 1, 2 auf. Die Führungsrollen 1, 2 bilden einen Rollenspalt 3 und liegen einander bezüglich eines zu führenden Metallbandes 4 gegenüber. Das Metallband 4 weist eine Dicke zwischen 40 und 100 mm, z. B. 50 mm auf. Mittels der Führungsrollen 1, 2 ist das Metallband 4 in einer Strangführungsrichtung x führbar.

[0029] Die Führungsrollen 1, 2 sind in Rahmen 5, 6 gelagert. Die Rahmen 5, 6 sind zug- und druckbelastbar ausgebildet und über Zuganker 7 miteinander verspannt. Zwischen den Rahmen 5, 6 ist ein hydraulisches Kissen 8 angeordnet. Mittels dieses hydraulischen Kissens 8 sind die Rahmen 5, 6 relativ zueinander einstellbar.

[0030] Die Führungsrollen 1, 2 sind gemäß Fig. 1 als geteilte Führungsrollen ausgebildet. Sie weisen daher Mittenlagerungen 9, 10 auf. In der Mitte von Quertraversen 5', 6' sind Hydraulikzylindereinheiten 11, 12 gelagert, welche auf die Mittenlagerungen 9, 10 einwirken.

[0031] Die Quertraversen 5', 6' sind Bestandteil der jeweiligen Rahmen 5, 6. Über die Hydraulikzylindereinheiten 11, 12 ist die Bombierung des Rollenspaltes 3 einstellbar. Die Hydraulikzylindereinheiten 11, 12 bilden somit eine Einstelleinrichtung zum Einstellen der Bombierung des Rollenspaltes 3, die dem Paar von Führungsrollen 1, 2 zugeordnet ist. Somit ist die Balligkeit des geführten Metallbandes 4 gezielt auf z.B. 1% oder 2% einstellbar.

[0032] Die Hydraulikzylindereinheiten 11, 12 sind sowohl druck- als auch positionsgeregelt betreibbar. Ebenso ist auch das hydraulische Kissen sowohl druck- als auch positionsgeregelt einstellbar. Anstelle von Hydraulikzylindereinheiten 11, 12 sind selbstverständlich auch andere Stellelemente einsetzbar, z.B. elektromechanische. Anstelle einer Regelung ist auch eine Steuerung für Druck und Position einsetzbar.

[0033] Wenn das Metallband 4 noch nicht durcherstarrt ist, also einen Flüssigkern 4' aufweist, wird die Einstelleinrichtung positionsgeregelt betrieben und das hydraulische Kissen 8 positionsgeregelt eingestellt. Aufgrund des ferrostatischen Drucks, der durch den Flüssigkern 4' bedingt ist, paßt sich somit das Metallband 4 an den eingestellten Rollenspalt 3 an. Insbesondere ist durch die Positionsregelungen sowohl eine definierte Flüssigkernreduzierung möglich als auch eine definierte Bombierung einstellbar. Die Reduktion der Strangdicke während der Erstarrung des Metallbandes 4 kann bis zu 60% betragen.

[0034] Wenn das Metallband 4 durcherstarrt ist, also keinen Flüssigkern 4' mehr aufweist, wird die Einstelleinrichtung vorzugsweise druckgeregelt betrieben. Auch das hydraulische Kissen 8 wird in diesem Fall vorzugsweise druckgeregelt eingestellt. Denn dadurch paßt sich der Rollenspalt 3 dem nunmehr starren Metallband 4 an. Das Weiterdrehen der Führungsrollen ist somit sichergestellt. Falls eine sogenannte Weichreduzierung gewünscht sein sollte, kann dies durch Vorgabe entsprechend hoher Drucksollwerte erreicht werden.

[0035] Die in Fig. 1 untere Quertraverse 6' weist eine Befestigungsvorrichtung 13 auf. Die Befestigungsvorrichtung 13 ist bezüglich der Quertraverse 6' zentrisch angeordnet. Mittels der Befestigungsvorrichtung 13 ist die Quertraverse 6' und mit ihr die Rahmen 5, 6 mit einer Basissegmentführung 14 verbunden. Die Befestigungsvorrichtung 13 kann hydraulisch oder mechanisch arbeiten. Die so fixierte Quertraverse 6' des Rahmens 6 kann sich daher - z.B. bei thermischer Erwärmung -symmetrisch ausdehnen. Hierdurch werden mechanische Verspannungen vermieden.

[0036] Die Führungsrollen 1, 2 können, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, auch als durchgehende Führungsrollen 1, 2 ausgebildet sein. In diesem Fall wirkt die entsprechende Hydraulikzylindereinheit 11, 12 über mindestens eine Stützrolle 15, 16 auf die jeweilige Führungsrolle 1, 2 ein.

[0037] Wenn, wie im Fall der oberen Führungsrolle 1, die Stützrolle 15 die einzige Stützrolle ist, die auf die Führungsrolle 1 einwirkt, ist vorzugsweise die Stützrolle 15 um einen Stützwinkel α gegenüber der jeweiligen Führungsrolle 1 verdreht. Der Stützwinkel α sollte im Bereich bis zu maximal 10° liegen.

[0038] Wenn die Einstelleinrichtung, wie im Fall der unteren Führungsrolle 2, auch über eine Zusatzstützrolle 17 auf die jeweilige Führungsrolle 2 einwirkt, ist ein Verdrehen der Stützrolle 16 und der Zusatzstützrolle 17 nicht erforderlich. Denn in diesem Fall kann bspw. die Stützrolle 16 in Strangführungsrichtung x gesehen oberhalb der Führungsrolle 2 angeordnet sein, während die Zusatzstützrolle 17 unterhalb der Führungsrolle 2 angeordnet ist.

Bezugszeichenliste

[0039] 

1, 2

Führungsrollen

3

Rollenspalt

4

Metallband

4'

Flüssigkern

5, 6

Rahmen

5', 6'

Quertraversen

7

Zuganker

8

hydraulisches Kissen

9, 10

Mittenlagerung

11, 12

Hydraulikzylindereinheiten

13

Befestigungsvorrichtung

14

Basissegmentführung

15, 16, 17

Stützrollen

α

Stützwinkel

x

Strangführungsrichtung

Ansprüche

1. Führungselement einer Stranggießanlage, insbesondere einer Dünnbrammenstranggießanlage, zum Führen eines Metallbandes (4) in einer Strangführungsrichtung (x), mit mindestens einem Paar sich bezüglich des Metallbandes (4) gegenüberliegender Führungsrollen (1, 2), die einen Rollenspalt (3) bilden, wobei dem Paar von Führungsrollen (1, 2) eine Einstelleinrichtung (11, 12) zum Einstellen einer Bombierung des Rollenspaltes (3) zugeordnet ist und die Einstelleinrichtung (11, 12) sowohl druck- als auch positionsgesteuert bzw. -geregelt betreibbar ist.
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Führungsrollen (1, 2) eine Mittenlagerung (9, 10) aufweist und dass die Einstelleinrichtung (11, 12) auf die Mittenlagerung (9, 10) einwirkt.

2. Führungselement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Führungsrolle (1, 2) als geteilte Führungsrolle (1, 2) ausgebildet ist.

3. Führungselement nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Führungsrollen (1, 2) als durchgehende Führungsrolle (1, 2) ausgebildet ist und dass die Einstelleinrichtung (11, 12) über mindestens eine Stützrolle (15, 16) auf die mindestens eine Führungsrolle (1, 2) einwirkt.

4. Führungselement nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Stützrolle (15) gegenüber der mindestens einen Führungsrolle (1) um einen von Null verschiedenen Stützwinkel a verdreht ist.

5. Führungselement nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

- dass die Einstelleinrichtung (12) auch über eine Zusatzstützrolle (17) auf die mindestens eine Führungsrolle (2) einwirkt,

- dass die Stützrolle (16) in Strangführungsrichtung (x) gesehen oberhalb der mindestens einen Führungsrolle (2) angeordnet ist und

- dass die Zusatzstützrolle (17) in Strangführungsrichtung (x) gesehen unterhalb der mindestens einen Führungsrolle (2) angeordnet ist.

6. Führungselement nach einem der obigen Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungsrollen (1, 2) und die Einstelleinrichtungen (11,12) in zug- und druckbelastbaren Rahmen (5, 6) gelagert sind und dass die Rahmen (5, 6) einstellbar relativ zueinander verspannt sind.

7. Führungselement nach Anspruch 6,
   dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens einer der Rahmen (6) eine Quertraverse (6') aufweist, mittels derer er über eine zentrisch bezüglich der Quertraverse (6') angeordnete Befestigungsvorrichtung (13) mit einer Basissegmentführung (14) verbunden ist.

8. Führungselement nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rahmen (5, 6) mittels eines hydraulischen Kissens (8) relativ zueinander einstellbar sind.

9. Führungselement nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das hydraulische Kissen (8) sowohl druck- als auch positionsgesteuert bzw. -geregelt einstellbar ist.

Claims

1. Guide element of a continuous casting plant, particularly a thin slab continuous casting plant, for guidance of a metal strip (4) in a strip guidance direction (x), with at least one pair of guide rollers (1, 2), which are disposed oppositely with respect to the metal strip (4) and which form a roller gap (3), wherein a setting device (11, 12) for setting a dishing of the roller gap (3) is associated with the pair of guide rollers (1, 2) and the setting device (11, 12) is operable not only in pressure-controlled or pressure-regulated manner, but also in position-controlled or position-regulated manner, characterised in that at least one of the guide rollers (1, 2) has a centre bearing (9, 10) and that the setting device (11, 12) acts on the centre bearing (9, 10).

2. Guide element according to claim 1, characterised in that the at least one guide roller (1, 2) is constructed as a divided guide roller (1, 2).

3. Guide element according to claim 1, characterised in that at least one of the guide rollers (1, 2) is constructed as a continuous guide roller (1, 2) and that the setting device (11, 12) acts on the at least one guide roller (1, 2) by way of at least one backing roller (15, 16).

4. Guide element according to claim 3, characterised in that the at least one backing roller (15) is rotated relative to the at least one guide roller (1) through a support angle α different from zero.

5. Guide element according to claim 3, characterised in that

- the setting device (12) also acts on the at least one guide roller (2) by way of an additional backing roller (17),

- the backing roller (16) is arranged above the at least one guide roller (2) as seen in strip guidance direction (x) and

- the additional baking roller (17) is arranged below the at least one guide roller (2) as seen in strip guidance direction (x).

6. Guide element according to one of the above claims 1 to 5, characterised in that the guide rollers (1, 2) and the setting devices (11, 12) are mounted in frames (5, 6) loadable in tension and compression and that the frames (5, 6) are adjustably tightened relative to one another.

7. Guide element according to claim 6, characterised in that at least one of the frames (6) comprises a cross member (6') by means of which it is connected with a base segment guide (14) by way of a fastening device (13) arranged centrally with respect to the cross member (6').

8. Guide element according to claim 6 or 7, characterised in that the frames (5, 6) are adjustable relative to one another by means of a hydraulic cushion (8).

9. Guide element according to claim 8, characterised in that the hydraulic cushion (8) is adjustable not only in pressure-controlled or pressure-regulated manner, but also in position-controlled or position-regulated manner.

Revendications

1. Elément de guidage pour une ligne de coulée continue, notamment pour une ligne de coulée continue à brames minces, pour le guidage d'une bande métallique (4) dans un sens de guidage de la ligne (x), avec au moins une paire de rouleaux de guidage (1, 2) qui sont opposés par rapport à la bande métallique (4) et qui forment une fente (3) entre les rouleaux, un dispositif de réglage (11, 12) pour le réglage d'un bombage de la fente (3) entre les rouleaux étant associé à la paire de rouleaux de guidage (1, 2), le dispositif de réglage étant exploitable à pression et à position commandées ou réglées, caractérisé en ce qu'au moins l'un des rouleaux de guidage (1, 2) est muni d'un logement central (9, 10) et en ce que le dispositif de réglage (11, 12) agit sur le logement central (9, 10).

2. Elément de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rouleau de guidage (1, 2) qui est au moins au nombre de un est conçu sous forme d'un rouleau de guidage divisé (1, 2).

3. Elément de guidage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'un des rouleaux de guidage (1, 2) est conçu sous forme de rouleau de guidage traversant (1, 2) et en ce que le dispositif de réglage (11, 12) agit sur le rouleau de guidage (1, 2) qui est au moins au nombre de un, par l'intermédiaire d'au moins un galet d'appui (15, 16).

4. Elément de guidage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le galet d'appui (15) qui est au moins au nombre de un est déplacé angulairement par rapport au rouleau d'appui (1) qui est au moins au nombre de un, d'un angle d'appui α qui est différent de zéro.

5. Elément de guidage selon la revendication 3, caractérisé en ce que

- le dispositif de réglage (12) agit également sur le rouleau de guidage (2) qui est au moins au nombre de un par l'intermédiaire d'un galet d'appui supplémentaire (17),

- vu dans le sens de guidage de la ligne (x), le galet d'appui (16) est disposé au dessus du rouleau de guidage (2) qui est au moins au nombre de un et

- vu dans le sens de guidage de la ligne (x), le galet d'appui supplémentaire (17) est disposé en dessous du rouleau de guidage (2) qui est au moins au nombre de un.

6. Elément de guidage selon l'une quelconque des revendications susmentionnées 1 à 5, caractérisé en ce que les rouleaux de guidage (1, 2) et les dispositifs de réglage (11, 12) sont logés dans des cadres soumis à tension et soumis à pression et en ce que les cadres (5, 6) sont relativement précontraints de façon réglable l'un par rapport à l'autre.

7. Elément de guidage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins l'un des cadres (6) est muni d'une traverse (6'), au moyen de laquelle il est relié à un guidage du segment de base (14), par l'intermédiaire d'un dispositif de fixation (13) disposé de façon centrée par rapport à la traverse (6).

8. Elément de guidage selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les cadres (5, 6) sont réglables l'un par rapport à l'autre à l'aide d'un coussin hydraulique (8).

9. Elément de guidage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le coussin hydraulique (8) est réglable de façon commandée ou réglée en pression et en position.

Zeichnung