VERFAHREN ZUM STRANGGIESSEN UND UNMITTELBAREN VERFORMEN EINES METALL-, INSBESONDERE EINES GIESSSTRANGS AUS STAHLWERKSTOFFEN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen und unmittelbaren Verformen eines Metall-, insbesondere eines Gießstränges aus Stahlwerkstoffen, der Rechteck-, Block-, Vorprofil-, Knüppel- oder Rundformat aufweist, nach der Stranggießkokille in einer gebogenen Strangführung geführt und mit flüssigem Kühlmittel sekundär gekühlt und auf ein gleichmäßiges Temperaturfeld im Strangquerschnitt für den Verformungsarbeitsgang geregelt vorbereitet wird, wobei der Gießstrang durch flüssiges Kühlmittel nur in den Längsabschnitten gekühlt wird, in denen der Gießstrang im Querschnitt flüssig ist und der Gießstrang in einem Übergangsbereich vor, in und / oder hinter einer Biege-Richt-Einheit durch Isolieren der jeweiligen Wärme abstrahlenden Außenfläche in der Temperatur ohne flüssiges Kühlmittel vergleichmäßigt wird.

[0002] Im allgemeinen wird beim Stranggießen von verschiedenen Stahlsorten und Abmessungen bzw. Formaten in der Sekundärkühlung das Augenmerk auf das Strangschalen-Wachstum und in einer Verformungsstrecke auf die Lage der Sumpfspitze gerichtet So ist es bspw. aus der EP-A-0 804 981 bekannt, den Gießstrang in der Verformungsstrecke so weit zusammenzuquetschen, dass die gewünschte Enddicke entsteht. Dazu ist es jedoch erforderlich, die Lage der Sumpfspitze zu ermitteln, von der aus die Verformungskraft auf einer Keilfläche liegend aufgebracht wird. Ein solches Verfahren ist jedoch relativ grob und nimmt keine Rücksicht auf den Zustand des zu erwartenden Gefüges. Die Ursache liegt in der ungenügenden Wärmeverteilung durch eine nachteilige Kühlung und eine gleichmäßige Strangaufstützung bei ungleichmäßiger Wärmeabfuhr aus dem Strangquerschnitt. Eine Abstimmung der Sekundärkühlung auf die Strangstützung findet ebenfalls nicht statt. Um diese Verhältnisse zu verbessem, ist in der DE-A-1 005 159 vorgeschlagen worden, die Sekundärkühlung in ihrer geometrischen Gestaltung dem Erstarrungsprofil des Gießstrangs an der folgenden Wegstreckenlänge des Gießstrangs jeweils analog anzupassen. Ebenfalls wurde die Strangstützung abhängig vom Erstarrungsprofil des Gießstrangs an der jeweils folgenden Wegstreckenlänge analog vermindert. Dabei werden die Eckbereiche des Gießstrangquerschnitts mit zunehmender Wegstreckenlänge weniger gekühlt als die Mittenbereiche. Dieses Verfahren realisierend werden die Spritzstrahlen in der Sekundärkühlung mit ihrem Spritzwinkel der Strangschalendicke derart angepasst, dass einer kleiner werdenden Sumpfbreite ein kleiner Spritzwinkel zugeordnet wird. Durch diese Maßnahmen wird bereits eine erhebliche Vergleichmäßigung der Temperatur im Strangquerschnitt Ober Schichten des Strangquerschnitts erreicht.

[0003] Bei diesem Erkenntnisstand hat der Erfinder der zuvor genannten, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung weiterhin erkannt, dass die Prozessdurchführung der sogenannten Soft-Reduction des Gießstrangs weiterhin optimiert werden muss. Dieser Erkenntnis liegt zugrunde, dass große Verformungswiderstände durch ungünstige Temperaturverteilung im gegossenen Knüppel bzw. im gegossenen Vorprofil mit unterschiedlichen Duktilitäten unterschiedliche Verformungswiderstände, unterschiedliche Dehnungen verursachen und dadurch zu Rissbildungen führen.

[0004] Das Dokument US-A- 3,589,429 / DE-AS- 1 817 277 beschreibt im Jahr 1968 ein solches eingangs bezeichnetes Verfahren, wobei durch ein Verzögern der Wärmeabfuhr gelingen soll, die durch die Temperaturunterschiede zwischen Randzone und flüssigem Kern auftretenden Spannungen gering zu halten, so dass die Gefahr des Entstehens von Rissen gering sei, wenn keine zusätzlichen Spannungen durch Verformen oder dgl. aufgebracht würden; wenn jedoch der gegossene Strang, even-tuell noch mit flüssigem Kern in unmittelbarem Anschluss an die Stranggießanlage weiterverarbeitet, d.h. gebogen oder streckreduziert werden soll, sei eine (damals) bekannte Steuerung des Kühlprozesses nicht ausreichend. Außerdem wird bei der bekannten Verfahrensweise von niedrigen Gießgeschwindigkeiten ausgegangen. Insgesamt betrachtet kann ein gleichmäßiges Temperaturfeld Ober den Strangquerschnitt nicht erreicht werden.

[0005] Aus dem Dokument DE - A - 2 042 546 ist ein Schirm bekannt, der den im Inneren noch flüssigen Gießstrang von allen Seiten abschirmt und ähnlich wie im vorstehend erläuterten Dokument verfährt.

[0006] Aus dem weiteren Dokument EP - A - 0 545 104 ist unabhängig von dem weiteren Erfordernis der Rissunterbindung im Kern des Gießstrangs und unabhängig von einer unterschiedlichen Wärmeabfuhr im Teilbereich "flüssig" (Wärmeabfuhr mit Kühlwasser) und einem gleichmäßigen Temperaturfeld im erstarrten Bereich (Wärmeabfuhr über Wärmestrahlung) keine Grundlage für ein gleichmäßiges Temperaturbild beschrieben.

[0007] Eine Verbesserung der Innenqualität von Gießsträngen mit unterschiedlichen Querschnittsformen und Abmessungen, insbesondere hinsichtlich positiver Seigerungen, Kemporositäten und Komauflockerungen, erfordert einen Reduktions-Prozess im Enderstarrungsbereich. Die bisherige Verfahrensweise, zB. bei Knüppelquerschnitten, bewirkt eine kreisförmige Erstarrung mit kreisförmigen Isothermen im Querschnitt, die sich im Bereich des Biege-Richt-Treibers einstellen. Da bei einer solchen Temperaturverteilung nur eine Reduktion im Kern möglich ist, wird nur eine mechanisch beeinflusste Enderstarrung erreicht. Die Ergebnisse sind jedoch nicht zufriedenstellend und sehr starken Schwankungen unterworfen. Der Grund ist, dass der Bereich der Enderstarrung sehr schwer erfassbar ist

[0008] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die notwendige Temperaturverteilung im Gießstrang zu erzeugen und damit den Verformungsarbeitsgang zu optimieren und an dessen Ende ein brauchbares Gefüge der Enderstarrung zu erzielen.

[0009] Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Übergangsbereich ein zonenweises Wärmeabstrahlen derart vorgenommen wird, dass die kälteren Eckkanten weniger gekühlt und gestützt werden als andere mit dem noch heißen Kernbereich verbundene Querschnittsteile bis das Temperaturfeld aus elliptischen, horizontal liegenden Isothermen gebildet wird und dass der Gießstrang auf einer dynamisch variablen Soft-Reduktionsstrecke aufgrund einer über einzelnen Verformungsrollen oder Rollensegmente gemessenen Druckfestigkeit, abhängig von der örtlich anwendbaren Druckkraft, verformt wird. Die Vorteile sind ein den Verformungsprozess besser vorbereitendes Gieß- bzw. Abkühlungsverfahren mit einem veränderten Erstarrungs- oder Temperaturprofil im Strangquerschnitt und ein Reduktionsprozess mit kontinuierlichem bzw. variablen Reduktionsverlauf, die zu einem weitgehend fehlerfreien Gefüge der Enderstarrung führen.

[0010] Eine vorteilhafte differenzierte Voraussetzung wird außerdem noch dadurch geschaffen, dass das Temperaturbild gleichmäßig in Quer- und Längsrichtung des Kernbereichs Im Strangquerschnitt ausgebildet wird.

[0011] Eine solche Arbeitsweise wird ferner dadurch unterstützt, dass der Gießstrang auf der dynamisch variablen Reduktionsstrecke im Kembereich in Quer- und Längsrichtung verdichtet wird.

[0012] Eine wesentliche Rolle beim Abkühlen des Gießstrangs spielen die Längen der Seitenkanten eines polygonalen Strangquerschnitts. Es ist deshalb von erheblicher Bedeutung, dass das Verformen in Abhängigkeit des Strangformats, der Strangabmessungen und / oder der Gleßgeschwindigkeit vorgenommen wird.

[0013] Grundsätzlich kann das Verformen auf der Verformungsstrecke nach zwei Systemen durchgeführt werden, indem das Verformen durch Punktpressen über einzelne Verformungsrollen oder durch angenähertes Flächenpressen Ober Rollensegmente vorgenommen wird.

[0014] Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens besteht beim Flächenpressen darin, dass beim Verformen Ober Rollensegmente für unterschiedliche Stahlgüten unterschledliche Konizitäten beim Anstellen der Rollensegmente angewendet werden.

[0015] Ein weiterer, sehr bedeutender Teil der Erfindung kommt der Steuerung bzw. Regelung, der Mess- und Regeltechnik des Verformungsvorgangs zu. Das eingangs bezeichnete Verfahren sieht hierzu eine Regelung in der Weise vor, dass mehrere Rollensegmente in Normal-Position oder mit konstanter Konizität oder mit progressiver Konizität oder mit variabler Konizität angestellt werden, was durch das Regeln eingestellt werden kann. Danach kann je nach dem ermittelten Verformungswiderstand verformt werden.

[0016] Der kontinuierliche bzw. variable Reduktionsverlauf wird femer dadurch unter stützt, dass das Verdichten des Kernbereichs des Gießstrangs durch Erfassen seines Verformungswiderstandes und / oder des Strangweges geregelt wird.

[0017] Sodann Wird eine weniger mechanisch beeinflusste Enderstarrung dadurch erreicht, dass beim Verformen näherungsweise horizontale Schichten im Strangquerschnitt, die gleiche Isothermen aufweisen, zusammengedrückt werden.

[0018] Dabei besteht eine formerhaltende unterstützende Maßnahme noch darin, dass der Gießstrang zumindest während des Verformens durch auf beiden Seitenflächen anliegende Stützrollen gestützt und geführt wird.

[0019] Dabei kann eine Verteilung der insgesamt zugeführten Verformungsenergie dadurch erfolgen, dass die Rate des Reduktions-Prozesses auf 0 bis 14 mm / m eingestellt wird.

[0020] Erfindungsgemäß wird femer vorgeschlagen, dass die momentane Verformungsrate auf die jeweilige Temperatur des Gießstrangs und / oder auf die Gießgeschwindigkeit abgestimmt wird, indem an den einzelnen Verformungsrollen oder an den einzelnen Rollensegmenten der Verformungswiderstand kontinuierlich gemessen wird und aufgrund der jeweiligen Anstellkraft die Lage der Sumpfspitze ermittelt und das Kühlmittel-Volumen, die Anstellkraft, die Gießgeschwindigkeit und / oder die Ausfahrgeschwindigkeit des verformten Gießstrangs geregelt werden.

[0021] Feststehende Ausgangswerte können noch dadurch erhalten werden, dass jeder Verformungsrolle oder jedem Rollensegment zunächst eine In einem festen Verhältnis stehende Verformungsrate zugeordnet wird.

[0022] In Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung zum Verfahren mit der Verformungsstrecke gezeigt, die nachstehend näher erläutert werden.

[0023] Es zeigen:

Fig. 1

eine Seitenansicht einer Stranggießvvtrichtung, bspw. für Knüppelformate,

Fig. 2

eine in der Ebene liegende Vergleichsformänderung mit elliptischem Temperaturfeld Im stationären Betrieb,

Fig. 3

eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer Vergleichsformänderung, mit elliptischem Temperaturfeld nach dem ersten Stich in der Verformungsstrecke,

Fig. 4

eine erstes System der Soft-Reduktion mit einzelnen Verfor mungsrollen,

Fig. 5 die Fig. 6-9

ein zweites System der Verformungsstrecke mit Rollensegmenten, verschiedene Konizitäts-Anstellungen der Rollensegmente,

Fig. 10

eine Seitenansicht mit mehreren Biege-Richt-Einheiten und mit der Verformungsstrecke.

Fg. 11

die Verformungsstrecke in alternativer Ausführungsform mit einzeinen angetriebenen Verformungsrollen,

Fig. 12A

eine Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausführung der Biege-Richt-Einheiten und der Rollensegmente,

Fig. 13A

ein Verformungsgerüst in Normalstellung,

Fig. 13B

ein Verformungsgerüst in Antriebsstellung und

Fig. 13C

das Verformungsgerüst mit einer Isolation.

[0024] in Fig. 1 ist beispielhaft eine Stranggießvorrichtung für ein Knüppel-Strangformat 1d eines Gießstranges 1 dargestellt. Der Strangquerschnitt 1a könnte jedoch ebenso ein Rechteck-, ein Block-, ein Vorprofll- oder ein Rund-Format sein.

[0025] Der flüssige Stahlwerkstoff wird über eine Stranggießkokille 2 in einer (gebogenen) Strangführung 3 mit flüssigem Kühlmittel 4, bspw. Wasser, sekundär gekühlt und auf ein gleichmäßiges Temperaturfeld 5 im Strangquerschnitt 1a geregelt eingestellt (vgl. auch Fig. 2). Dabei entsteht ein flüssig gekühlter Längsabschnitt 6 mit einer festen Schale und einem flüssigen Kembereich 1c.

[0026] Auf die gebogene Strangführung 3 mit einer Spritzeinrichtung 4a für das flüssige Kühlmittel 4 folgt ein weitgehend ohne flüssiges Kühlmittel 4 arbeitender, überwiegend trockener Bereich 24, der als Isolation 25 gegen die Abfuhr von Strahlungswärme, den Gießstrang 1 gezielt umgebend, dient, wobei die mögliche Isolierungslänge im durch Pfeile angegebenen Längsbereich je nach Strangformat 1d, den Abmessungen, der Gießgeschwindigkeit u. dgl. Parameter erhalten wird. Der trockene Bereich 24 kann bspw. wie gezeichnet, den Übergangsbereich 7 flüssig / trocken überdeckend bis zur Biege-Richt-Einheit 8 mit einer vorgeschalteten oder nachgeschalteten Reduktionsstrecke 9 reichen. Die Reduktionsstrecke 9 besteht aus einzelnen, hydraulisch anstellbaren Verformungsrollen 10 oder aus mehreren hydraulisch anstellbaren Rollensegmenten 11, wie in Fig. 1 sichtbar ist.

[0027] Das Verfahren aufgrund der vorstehend erläuterten Stranggießvorrichtung für flüssige Stahlwerkstoffe, wird nunmehr derart ausgeführt (Fig. 2 und 3), dass der Gießstrang 1 durch das flüssige Kühlmittel 4 nur in flüssig gekühlten Längsabschnitten 6 angewendet wird, in denen der Gießstrang im Querschnitt 1a überwiegend flüssig oder noch flüssig ist. In einem Übergangsbereich 7, vor, in und /oder hinter der Blege-Richt-Einheit 8 wird die die Wärme abstrahlende Außenfläche 1 b in der Temperatur, im wesentlichen ohne das flüssige Kühlmittel 4 isoliert, wodurch ein zonenweises Warmeabstrahlen kältere QuerschnittsTeile, wie z.B. die Eckkanten 1f, weniger gekühlt und / oder gestützt werden als andere mit dem noch heißen oder flüssigen Kembereich 1c verbundene Quer schnitts-Teile. Dadurch wird die Wärmeverteilung im Strangquerschnitt 1a vergleichmäßigt. Es entsteht das Temperaturfeld 5 mit elliptischen, im wesentlichen horizontal liegenden Isothermen 12 (Fig. 2 und 3).

[0028] Der Gießstrang 1 wird aufgrund dieser verbesserten Temperatur-Verteilung auf einer dynamisch variablen Reduktionsstrecke 9 und aufgrund einer über die einzelnen Verformungsrollen 10 oder einem oder mehreren Rollensegmenten 11 gemessenen Druckfestigkeit, abhängig von der örtlich anwendbaren Druckkraft, verformt.

[0029] Das Temperaturfeld 5 (Fig. 2) wird gleichmäßig in Quer und Längsrichtung 1e des Kernbereichs 1c im Strangquerschnitt 1a ausgebildet.

[0030] Aufgrund der Isothermen 12 kann der Gießstrang 1 auf der dynamisch variablen Reduküonsstrecke 9 im Kembereich 1 c in Quer- und Längsrichtung 1e verdichtet werden (Fig. 4 und 5). Das Verformen wird in Abhängigkeit des Strangformats 1d, der Strangabmessungen 14 und / oder der jeweiligen Gießgeschwindigkeit in Längsrichtung 13 vorgenommen. Das Verformen kann durch Linienpressen (Fig. 4) über einzelne Verformungsrollen 10 oder durch angenähertes Flächenpressen über mehrere Rollensegmente 11 vorgenommen werden (Fig. 5). Dabei wird der Kembereich 1 c jeweils bis zu einer Sumpfspitze 1 g verdichtet Beim Verformen über Rollensegmente 11 können für unterschiedliche Stahlgüten unterschiedliche Konizitäten 15 durch entsprechendes Anstellen der Rollensegmente 11 angewendet werden.

[0031] ln den Fig. 6 bis 9 sind solche Beispiele unterschiedlicher Konizitäten 15 dargestellt Fig. 6 zeigt die "Normal-Position" 16 der Rollensegmente 11, d.h. die Konizität beträgt 0°. Trotzdem findet ein Verdichten statt- In Fig. 7 ist eine konstante Konizität 17 für alle Rollensegmente 11 eingestellt. Hingegen zeigt Fig. 8 von Rollensegment 11 zum nächsten Rollensegment 11 einen sich ändernden Konizitätswinkel im Sinn progressiver Konizität 18. Es ist außerdem möglich, abhängig von der Lage der Sumpfspitze 1g gemäß Fig. 9 eine variable Konizität 19 einzuregeln.

[0032] Das Verdichten des Kernbereichs 1 c (Fig. 4 und 5) des Gießstrangs 1 über die Druckkegel 1h wird zunächst durch Erfassen des betreffenden Verformungswiderstandes und / oder eines zurückgelegten Strangwegs 20 (Wegerfassung) geregelt. Besonders zweckmäßig ist hier die Ausbildung des Temperaturfeldes 5 gleichmäßig in Quer- und Längsrichtung 1e des Kernbereichs 1c. Dadurch erhält man sog. optimierte Isothermen 12. Die Isothermen 12 verlaufen dabei besonders flach. Der Verformungswiderstand kann bspw. unter einer einzelnen Verformungsrolle 10 durch Messen des hydraulischen Drucks in einer Hydraulikleitung oder einem anderen hydraulischen Bauteil gemessen werden.

[0033] In Querrichtung 1e des Strangquerschnitts 1a werden (vgl. Fig. 2 und 3) vorteilhaft näherungsweise horizontale Schichten 21, die gleiche Isothermen 12 auf weisen, verdichtet. Beim Verdichten der Kernporositäten können gleichzeitig vorhandene Seigerungen beseitigt werden. Beim Verdichten gibt dabei jeweils die noch wärmere und dadurch weichere Schicht 21 nach.

[0034] Wie in Fig. 12B gezeigt ist, sind zweckmäßigerweise während der Verformung auf beiden Außenflächen 1b anliegende Stützrollen 22 angeordnet, die ein Breiten des Gießstrangs 1 an seiner Außenfläche 1 b nicht zulassen. Die Rate des Reduktionsprozesses kann auf (momentan) 0 bis 14 mm pro laufenden Meter Gießstrang 1 eingestellt und geregelt werden.

[0035] Im weiteren findet das Regelverfahren für eine Soft-Reduktion statt Die momentane Verformungsrate wird auf die jeweilige Temperatur des Gießstrangs 1 und / oder auf die (eingestellte) Gießgeschwindigkeit (bspw. 3,2 m/min) abgestimmt. Hierzu wird an den einzelnen Verformungsrollen 10 oder an den einzelnen Rollensegmenten 11 der Verformungswiderstand (bspw. über den hydraulischen Druck) kontinuierlich gemessen. Aufgrund der jeweils ermittelten Anstellkraft wird die Lage der Sumpfspitze 1g ermittelt und bspw. das Volumen des gespritzten Kühlmittels 4, die Anstellkraft, die Gießgeschwindigkeit und / oder die Ausfahrgeschwindigkeit des verformten Gießstrangs 1 geregelt, so dass die Sumpfspitze 1g in eine gewünschte Position innerhalb der damit dynamischen, variablen Reduktionsstrecke 9 gelangt. Dabei kann jeder einzelnen Verformungsrolle 10 oder jedem Rollensegment 11 entsprechend dem Konizitäts-System der Fig. 6 bis 9 zunächst eine in einem festen Verhältnis stehende Verformungsrate zugeordnet sein.

[0036] Gemäß den Fig. 10 bis 13C sind die wesentlichen Baugruppen der Verformungstrecke 10 gezeigt.

[0037] In Fig. 10 befinden sich in Stranglaufrichtung 23 neben einer oder mehreren feststehenden Biege-Richt-Einheiten 8 mehrere Rollensegmente 11 auf einer gemeinsamen Grundplatte 26. Die Grundplatte 26 mit den Biege-Richt-Einheiten 8 und den gezeigten (vier) Rollensegmenten 11 ist begrenzt im Bereich einer veränderten Lage der Sumpfspitze 1g hin- und her verschiebbar und dementsprechend an die Regelung angeschlossen.

[0038] Jedes der (sechs) Reduktions-Rollensegmente 11 ist mit zumindest zwei Rollenpaaren 11a ausgestattet. Zumindest eine anstellbare Verformungsrolle 10 ist mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 27 ausgerüstet.

[0039] Wie in den Fig. 12A und 12B gezeigt ist, kann bei einem starren Unter-Rollenverformungspaar 11a oder einem starren Unter-Rollensegment 11 die obere, anstellbare Verformungsrolle 10 oder das obere, anstellbare Rollensegment 11 jeweils mittels zwei auf einer Mittenlinie 28 hintereinander angeordnet oder paarweise außerhalb der Mittenlinie 28 angeordnete Kolben-Zylinder-Einheiten 27 vorgesehen.

[0040] Die Rollenteilung 29 (Fig. 4 und 5) an einem Rollensegment 11 ist als eine enge Teilung im Bereich von 200 bis 450 mm gewählt bei einem Rollendurchmesser von 230 mm (Rollensegment 11) oder 500 mm (einzelne Verformungsrolle 10).

[0041] In den Fig. 13A, 13B und 13C ist ein solches einzelnes Rollensegment 11 für ein Knüppelformat dargestellt. In Fig. 13A befindet sich der Antrieb 30 und das Rollenpaar 11a in Normalstellung. In Fig. 13B sind das Rollenpaar 11a und der Antrieb 30 in Antriebsstellung gezeigt In Fig. 13C ist die Isolation 25 im Bereich der Reduktionsstrecke 9 erkennbar.

Bezugszeichenliste

[0042] 

1

Gießstrang

1a

Strangquerschnitt

1b

Außenfläche

1c

Kernbereich

1d

Strangformat

1e

Quer- und / oder Längsrichtung

1f

Eckkanten

1g

Sumpfspitze

1h

Druckkegel

2

Stranggießkokille

3

(gebogene) Strangführung

4

flüssiges Kahrmittel

4a

Spritzeinrichtung

5

Temperaturfeld, Temperaturbild

6

flüssig gekühlter Längsabschnitt

7

Übergangsbereich

8

Biege-Richt-Einheit

9

dynamisch variable Reduktionsstrecke

10

Verformungsrolle

11

Rollensegment

11a

Rollenpaar

12

Isotherme

13

Längsrichtung

14

Strangabmessung

15

unterschiedliche Konizitäten

16

Normal-Position

17

konstante Konizität

18

progressive Konizität

19

variable Konizität

20

Strangweg

21

horizontale Schicht gleicher Temperatur

22

Stützrollen

23

Stranglaufrichtung

24

trockener Bereich

25

Isolation

26

Grundplatte

27

Kolben-Zylinder-Einheit

28

Mittenlinie

29

Rollenteilung

30

Antrieb

Ansprüche

1. Verfahren zum Stranggießen und unmittelbaren Verformen eines Metall-, insbesondere eines Gießstranges (1) aus Stahlwerkstoffen, der Rechteck-, Block-, Vorprofil-, Knüppel- oder Rundformat aufweist, nach der Stranggießkokille (2) in einer gebogenen Strangführung (3) geführt und mit flüssigem Kühlmittel (4) sekundär gekühlt und auf ein gleichmäßiges Temperaturfeld (5) Im Strangquerschnitt (1a) für den Verformungsarbeitsgang geregelt vorbereitet wird, wobei der Gießstrang (1) durch flüssiges Kühlmittel (4) nur in den Längsabschnitten (6) gekühlt wird, in denen der Gießstrang (1) Im Querschnitt (1a) flüssig ist und der Gießstrang (1) in einem Übergangsbereich (7) vor, in und / oder hinter einer Biege-Richt-Einheit (8) durch Isolieren der jeweiligen Wärme abstrahlenden Außenfläche (1b) in der Temperatur ohne flüssiges Kühlmittel (4) vergleichmäßigt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Übergangsbereich (7) ein zonenweises Wärmeabstrahlen derart vorgenommen wird, dass die kälteren Eckkanten (1f) weniger gekühlt und gestützt werden als andere mit dem noch heißen Kernbereich (1 c) verbundene Querschnittsteile bis das Temperaturfeld (5) aus elliptischen, horizontal liegenden Isothermen (12) gebildet wird und dass der Gießstrang (1) auf einer dynamisch variablen Soft-Reduktionsstrecke (9) aufgrund einer über einzelnen Verformungsrollen (10) oder Rollensegmente (11) gemessenen Druckfestigkeit, abhängig von der örtlich anwendbaren Druckkraft, verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Temperaturbild (5) gleichmäßig in Quer- und Längsrichtung (1e) des Kernbereichs (1 c) im Strangquerschnitt (1a) ausgebildet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gießstrang (1) auf der dynamisch variablen Reduktionsstrecke (9) im Kembereich (1c) in Quer- und Längsrichtung (1e) verdichtet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verformen in Abhängigkeit des Strangformats (1d), der Strangabmessungen (14) und / oder der Gießgeschwindigkeit vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verformen durch Punktpressen über einzelne Vertormungsrollen (10) oder durch angenähertes Flächenpressen über Rollensegmente (11) vorgenommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Verformen über Rollensegmente (11) für unterschiedliche Stahlgüten unterschiedliche Konizitäten (15) beim Anstellen der Rollensegmente (11) angewendet werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Rollensegmente (11) in Normal-Position (16) oder mit konstanter Konizität (17) oder mit progressiver Konizität (18) oder mit variabler Konizität (19) angestellt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verdichten des Kernbereichs (1c) des Gießstrangs (1) durch Erfassen seines Verformungswiderstandes und / oder des Strangweges (20) geregelt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Verformen näherungsweise horizontale Schichten (21) im Strangquerschnitt (1a), die gleiche Isothermen (12) aufweisen, zusammengedrückt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gießstrang (1) zumindest während des Verformens durch auf beiden Außenflächen (1b) anliegende Stützrollen (22) gestützt und geführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rate des Reduktions-Prozesses auf 0 bis 14 mm / m eingestellt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass dass die momentane Verformungsrate auf die jeweilige Temperatur des Gießstrangs (1) und / oder auf die Gießgeschwindigkeit abgestimmt wird, indem an den einzelnen Verformungsrollen (10) oder an den einzelnen Rollensegmenten (11) der Verformungswiderstand kontinuierlich gemessen wird und aufgrund der jeweiligen Anstellkraft die Lage der sumpfspitze (1g) ermittelt und das Kühlmittel-Volumen, die Anstellkraft, die Gießgeschwindigkeit und / oder die Ausfahrgeschwindigkeit des verformten Gießstrangs(1) geregelt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Verformungsrolle (10) oder jedem Rollensegment (11) zunächst eine in einem festen Verhältnis stehende Verformungsrate zugeordnet wird.

Claims

1. Method of continuous casting and direct shaping of a metal strip, particularly a cast strip (1), of steel materials, which has a rectangular, block, pre-profile, billet or round format, is guided after the continuous casting mould (2) in a curved strip guide (3), subjected to secondary cooling by liquid coolant (4) and provided regulated to a uniform temperature field (5) in the strip cross-section (1a) for the working step of shaping, wherein the cast strip (1) is cooled by liquid coolant (4) only in the longitudinal sections (6) in which the cast strip (1) is liquid in cross-section (1a) and the cast strip (1) is made uniform in temperature, without liquid coolant (4), in a transition region (7) before, in and/or behind a bending-straightening unit (8) by insulating the respective outer surface (1b) radiating heat, characterised in that a zonal heat radiation is undertaken in the transition region (7) in such a manner that the colder corner edges (1f) are cooled and supported less than other cross-sectional parts, which are connected with the still hot core region (1 c), until the temperature field (5) is formed from elliptical, horizontally disposed isotherms (12) and that the cast strip (1) is shaped on a dynamically variable soft-reduction path (9) by way of a pressure resistance, which is measured over individual shaping rollers (10) or roller segments (11), depending on the locally usable pressure force.

2. Method according to claim 1, characterised in that the temperature pattern (5) is formed to be uniform in transverse and longitudinal direction (1e) of the core region (1c) in the strip cross-section (1 a).

3. Method according to one of claims 1 and 2, characterised in that the cast strip (1) on the dynamically variable reduction path (9) is compacted in the core region (1 c) in transverse and longitudinal direction (1e).

4. Method according to one of claims 1 to 3, characterised in that the shaping is carried out in dependence on the strip format (1d), the strip dimensions (14) and/or the casting speed.

5. Method according to one of claims 1 to 4, characterised in that the shaping is carried out by pressing at points by way of individual shaping rollers (10) or by approximate area pressing by way of roller segments (11).

6. Method according to claim 5, characterised in that in the case of shaping by way of roller segments (11) different conicities (15) in the adjustment of the roller segments (11) are used for different steel qualities.

7. Method according to one of claims 1 to 6, characterised in that several roller segments (11) are adjusted in normal position (16) or with constant conicity (17) or with progressive conicity (18) or with variable conicity (19).

8. Method according to one of claims 1 to 7, characterised in that the compacting of the core region (1c) of the cast strip (1) is regulated by detection of its deformation resistance and/or of the strip travel (20).

9. Method according to one of claims 1 to 8, characterised in that in the case of shaping approximately horizontal layers (21), which have the same isotherms (12), are compressed in the strip cross-section (1a).

10. Method according to one of claims 1 to 9, characterised in that the cast strip is supported and guided, at least during the shaping, by support rollers (22) bearing against both outer surfaces (1b).

11. Method according to one of claims 1 to 10, characterised in that the rate of the reduction process is set to 0 to 14 mm/m.

12. Method according to one of claims 1 to 11, characterised in that the instantaneous rate of shaping is matched to the respective temperature of the cast strip (1) and/or to the casting speed in that the deformation resistance is continuously measured at the individual shaping rollers (10) or at the individual roller segments (11) and the position of the end of the liquid phase (1g) is ascertained on the basis of the respective adjusting force and the coolant volume, adjusting force, casting speed and/or exit speed of the shaped cast strip (1) is or are regulated.

13. Method according to claim 12, characterised in that initially a shaping rate, which is in a fixed ratio, is associated with each shaping roller (10) or each roller segment (11).

Revendications

1. Procédé pour la coulée continue et le formage direct d'une barre métallique, en particulier d'une barre de coulée (1) constituée de matériau en acier, qui présente un format rectangulaire, de bloc, d'ébauche, de billette ou rond, qui est conduite après la lingotière (2) de coulée de barres dans un guide de barre recourbé (3) et refroidie de façon secondaire avec un réfrigérant liquide (4) et qui est préparée d'une façon réglée sur un champ (5) uniforme de températures dans la section de barre (1a) pour le processus de formage, la barre de coulée (1) étant refroidie seulement dans les sections longitudinales (6) par le réfrigérant liquide (4), dans lesquelles la barre de coulée (1) est liquide dans la section (1a) et la barre de coulée (1) dans une zone de transition (7) est rendue homogène devant, dans et/ou derrière une unité de redressement (8) par flexion, en l'isolant de la surface externe (1b) dégageant la chaleur respective, à la température sans réfrigérant liquide (4),
caractérisé en ce que,
dans la zone de transition (7) il se produit un dégagement de chaleur par zone de sorte que les bords angulaires (1f) plus froids sont moins refroidis et soutenus que d'autres pièces de section liées à la zone du coeur encore chaude (1c) jusqu'à ce que le champ (5) de températures soit formé d'isothermes (12) elliptiques se trouvant à l'horizontale et que la barre coulée (1) soit formée sur un tronçon de réduction (9), mou, dynamiquement variable, en raison d'une résistance à la compression mesurée par l'intermédiaire de rouleaux (10) individuels de formage ou de segments de rouleaux (11), indépendamment de la force de compression locale applicable.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le thermogramme (5) est formé régulièrement dans la direction transversale et longitudinale (1e) de la zone du coeur (1c) dans la section de barre (1a).

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que
la barre de coulée (1) est comprimée sur le tronçon de réduction (9), dynamiquement variable, dans la zone du coeur (1c) dans la direction transversale et longitudinale (1e).

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
le formage est produit en fonction du format (1d) de la barre, des dimensions (14) de la barre et/ou de la vitesse de coulée.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que,
le formage est produit à l'aide d'un pressage ponctuel sur des rouleaux individuels (10) ou bien à l'aide d'un pressage de surface approximatif sur des segments de rouleaux (11).

6. Procédé selon la revendication 5,
caractérisé en ce que,
lors du formage par l'intermédiaire de segments de rouleau (11) des conicités différentes (15) pour différents matériaux d'acier sont appliquées lors du réglage des segments de rouleaux (11).

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que,
plusieurs segments de rouleau (11) sont réglés dans la position normale (16) ou avec une conicité constante (17) ou avec une conicité progressive (18) ou avec une conicité variable (19).

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que,
la compression de la zone du coeur (1c) de la barre de coulée (1) est réglée en détectant sa résistance à la déformation et/ou le chemin parcouru (20) par la barre.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que,
lors du formage, des couches approximativement horizontales (21) qui présentent des isothermes (12) identiques, sont comprimées dans la section de barre (1a).

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9,
caractérisé en ce que,
la barre de coulée (1) est soutenue et dirigée au moins pendant le formage à l'aide de rouleaux d'appui (22) adjacents sur les deux surfaces externes (1b).

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,
caractérisé en ce que,
la vitesse du processus de réduction est réglé sur 0 à 14 mm/m.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11,
caractérisé en ce que,
la vitesse de déformation momentanée est adaptée à la température respective de la barre de coulée (1) et/ou à la vitesse de coulée en mesurant en continu la résistance à la déformation au niveau des rouleaux individuels (10) de déformation ou au niveau des segments (11) de rouleau individuels et en déterminant sur la base de la force de serrage respective, la position de la pointe de fond de bain (1g) et en réglant le volume du réfrigérant, la force de serrage, la vitesse de coulée et/ou la vitesse de sortie de la barre de coulée déformée (1).

13. Procédé selon la revendication 12,
caractérisé en ce que,
chaque vitesse de déformation se trouvant dans un rapport fixe est associée d'abord à chaque rouleau (10) de déformation ou à chaque segment (11) de rouleau.

Zeichnung