DE1816849B2

DE1816849B2 - Verfahren zum stranggiessen und anschliessendem walzen aus der giesshitze von stahl

Info

Publication number: DE1816849B2
Application number: DE19681816849
Authority: DE
Inventors: Hans G Dr Ing 4100 Duisburg Baumann
Original assignee: Demag AG
Current assignee: Mannesmann Demag AG
Priority date: 1968-12-24
Filing date: 1968-12-24
Publication date: 1973-05-24
Also published as: JPS4820690B1; ES372396A1; DE1816849C3; US3710841A; CA925264A; AT311913B; DE1816849A1; CH518759A; US3746076A; LU59649A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine besonders günstige Anlage zum Stranggießen und anschließendem Walzen aus der Gießhitze von Stahl, wobei der Strang einer eine Streckung hervorrufenden Querschnittsverminderung in mehreren Stichen unterworfen wird.

In neuzeitlichen Stanggießanlagen folgt auf das Gießen ein Walzprozeß, der Material liefert, das noch zumeist in einer üblichen Blockstraße zu Knüppeln ausgewalzt werden muß. Dieses Verfahren gehört in vielen Werken trotz seiner Unwirtschaftlichkeit noch nicht der Vergangenheit an. Mit dem Walzen aus der Gießhitze entfällt nicht nur eine Wiedererwärmung des Gießgutes in Stoßofen, sondern auch beispielsweise die Arbeit einer Knüppelstraße üblicher Bauart.

Man ist bestrebt, die Menge des so erhaltenen Walzgutes zu steigern. Diese Forderung resultiert aus den Gegebenheiten des relativ langsamen Gießens und Kühlens beim Stranggießen. Die Walzvorrichtung arbeite! entsprechend der Geschwindigkeit der Gießanlage, Das Ausbringen einer größeren Materialmenge scheitert danach an der naturgemäß langsamen Arbeitsweise solcher Anlagen. Bei mehradrigen Stranggießanlagen verkleinert sich entsprechend der Anzahl der Gießadern zwar dieser Nachteil, jedoch steigen die Anlagenkosten wegen der Vervielfachung der Walzgerüstkosten ins Unerschwingliche. Gleichfalls scheint fast unüberwindlich die technische Schwierigkeit zu sein, entsprechend dem Abstand der Gießadern die Walzgerüste für jede Ader nebeneinander anzuordnen. Der Platz hiereu fehlt schon für das Gerüst und erst recht für Antriebe, wobei je inch der geforderten Walzkraft und wirtschaftlicher Stichabnahme relativ große Antriebseinheiten benötigt würden. So verlangt die Erzeugung eines Querschnittes von 70 X 70 mm bei einem Gießquerschnitt von 250 X 250 mm eine lOgerüstige Kontistraße, deren hohe Kosten und störanfällige Kompliziertheit nicht zu verantworten sind.

Eine solche Walzstraße mit fünf Horizontal- und fünf Vertikalgerüsten müßte nunmehr für jede Gießader %'Orgesehen werden. Im ersten Gerüst würde ein Vorbloüc der Abmessungen 250 X 250 mm angestochen werden. Die Geiüste sind abwechselnd horizontal und vertikal anzuordnen. Der Endquerschnitt des Walzgutes beträgt dann 70 X 70 mm. Die damit erzielte Leistung beträgt 235 t/h, d. h. 1 680 000 t/ Jahr bei einer Walzgeschwindigkeit von ν = 3,5 m/ sek.

Für das Walzen von Metall aus der Gießhitze in mehreren Stichen ist vorgeschlagen worden, zwei Walzwerke zwischen der Durchlaufgießform und der Strangbiegestelle und zwei Walzwerke nach dieser

Biegestelle anzuordnen (deutsche Patentschrift 905 005). Dieses Walzvt rfahren ist für Stahl ungeeignet, weil das Walzen vor der Biegestelle — also bei sehr hoher Temperatur des aus der Durchlaufgießform austretenden Stahlstranges — mit enormen Schwierigkeiten verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Walzen auf vielgerüstigen Straßen durch eine sinnvolle andere Arbeitsmethode zu ersetzen und gleichzeitig gegenüber bisherigen Anlagen das Ausbringen

zu steigern sowie die Anlage möglichst so zu gestalten, daß die eingangs erwähnten Nachteile der Raumbeengung weitestgehend vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird für ein Verfahien zum Stranggießen von Metall und anschließendem Walzen

aus der Gießhitze in mehreren Stichen vorgeschlagen, einen Strang von 300 Y 240 mm rr.it 1,04 m/min abzugießen, anschließend in einem ersten Stich auf 250 X 250 mm zu stauchen und in einem zweiten Stich auf den Knüppel-Endquerschnitt von 70 X 70 mm hochzuverformen. Die Walzkraft, die für eine optimale Verformung des Gießstranges durch Hochverformungsarbeit allein nicht aufzubringen ist, wird demnach von einer vorhergehenden Station teilweise zur Verfügung gestellt, so daß jeweils der nachfolgende Hochverformungs-Arbeitsgang gerade noch stattfinden kann.

Ein anderer Vorteil der Kombination eines Vorvtrformens mit einem Nachverformen liegt im Stauchen des Stranges begründet, d. h. in einer einleitenden Umwandlung des Gußgefüges zu Walztextur.

Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß einem den Gießstrang mit hoher Stichabnahme verformenden Walzgerüst ein zweites Walzgerüst vorgeschaltet ist, dessen Walzspalt etwa das 12fache zum Knüppelendquerschnitt beträgt, wobei der Walzspalt des Hochverformungsgerüstes bis auf ein Fünfzehntel des Gießquerschnitts einstellbar ist. Als Beispiel für die optimale wirtschaftliche und technisch einwandfreie Arbeitsweise einer solchen Anlage gelten folgende Daten:

In der erfindungsgemäßen Anlage wird der Querschnitt 300 X 240 mm mit der Gießgeschwindigkeit ν = 1,04 m/min gegossen und einem Walzgerüst zugeleitet, das die Aufgabe eines Treibers erfüllt. In diesem Treiber wird der Querschnitt 250 X 250 mm gewonnen. Anschließend verformt die Hochverformungsmaschine im zweiten Arbeitsgang den Quer-

schnitt zum Endquerschnitt 70 — 70 mm. Über- Bogcnstranggießanlage von der Seite betrachtet dar. raschenderweise beträgt die Leistung einer nur ein- An Stelle der Bogenanlage kann die Erfindung prinadrigen Anlage etwa 570 kg/min, das sind 34 t/h. zipiell auch an einer Senkrecht- oder Horizontal-Daraus ergibt sich eine Jahreserzeugung von Stranggießanlage eingesetzt sein. 122 000 t bei relativ geringen Investitions- und Be- 5 Der flüssige Stahl fließt aus der Gießpfanne i bzw. triebskosten. einer VerteUerrinne in einem frei fallenden oder

Würde iian bei abnorm hohen Anlagen- und einem oder mehreren Tauchrohren geführten Strahl Betriebskosten (Stoßofenbetrieb mit allen zugehöri- in die Durchlaufgießform 2, mittels der bei einer gen Maßnahmen und Einrichtungen) von einer 10- Durchlaufgeschwindigkeit von 1,04 m/min ein Gießgerüs η Kontistraße mit fünf Horizontal- und fünf io strang mit rechteckigem Querschnitt von 300 X 240 Vertikc _oerüsten ausgehen, ergäbe sich zwar wegen mm gebildet wird und die in bekannter Weise in der Unabhängigkeit von einer Stranggießanlage eine Strangrichtung oszilliert, um einen günstigen Wärmehöhere Walzgeschwindigkeit (v = 3,5 m/sek). Im übergang zwischen Gießwerkstoff und den Wandersten Gerüst würde dann ein Vorblock der Abmes- platten der Durchlaufgießform 2 zu bewirken. Nach sungen 250 X 250 mm angestochen. Die Gerüste 15 neueren, nicht veröffentlichten Vorschlägen braucht wären abwechselnd horizontal und vertikal anzuord- sich der flüssige Teil 3 des gegossenen Stranges 4 ilen. Der Fndquerschnitt ist auch hier mit nicht mehr bis in den Bereich der Horizontalen fort-70 · 70 mm anzusetzen. Dann trgibl sich eine Lei- zusetzen, sondern kann mn Hilfe nicht dargestellter stung von 235 t'h 1 680 000 t Jahr. Trotzdem sind elektrisch wirkender oder strömungstechnisch bedL-Kosten pro Tonne Stahl erheblich höher als beim 20 dingter Kräfte in der gezeichneten Weise abkühlen Walzen aus der Gießhitze. Diese Talsache ist zwar und kurz hinter der Durchlaufgießfonn 2 erstarren, längst bekannt, es gelang jedoch bisher nicht, das Der Strang 4 wandert daraufhin, gestützt bzw. be-

vcrfahrensmäßige Problem der optimalen Abstim- wegt durch Transportwalzen 5 im Zustand der weiniung zwischen Stranggießanlage und Walzeinrich- tercn Abkühlung in den Bereich der Horizontalen 6. tung zu lösen. 25 Das sich einstellende Gefüge des Strangwerkstoffes

Der Einsatz von solchen Kontistraßen scheidet aus besteht demnach aus Gußgefage Die Transportwal-Kosten- und Platzgründen demnach aus. Aber auch zen 5 bedingen auf dieser Wegstrecke eine mehr oder das Zusammenwirken zwischen einer von der Walz- weniger dosierte Kraft, wobei im allgemeinen ledigstraße getrennten Stranggießanlage ist unwirtschaft- lieh dafür Sorge getragen wird, den Strang aus der lieh. Eine herkömmliche Stranggießanlage arbeitet 30 Durchlaufgießform 2 auszubringen und ihn bei relabei einer Gießgeschwindigkeit von 0,983 m/min mit tiv geringer Festigkeit ohne innere und äußere Schäeinem Gießquerschnitt 250 X 250 mm. Die Leistung den auf der Kühlstrecke 7 zu transportieren, der einadrigen Anlage liegt bei 467 kg/min, entspre- Der gegossene Querschnitt 8 besteht nunmehr nur

chend 28 t/h. Die Jahresleistung beträgt somit bis zu der erfindungsgemäßen Anordnung des Stauch-100 000 t Strangstahl. Die mit der erfindungsgemä- 35 walzenpaares 9. Ein solches kann aus einem einzelßen Anl.ige und nach dem Erfindungsverfahren er- nen Paar oder zusätzlichen Richtwalzen 10 bestehen, ziehen harmonisierenden Wirkungen zweier hinsieht- Die Walzenpaare 9 und 10 können, wie gezeichnet, lieh der Seite des Arbeitsganges fremder technolo- gleiche oder unterschiedlich wirkende Durchmesser gischer Vorgänge des Gießens und Walzens könnten aufweisen. Die Stauchwalzen 9 sind unter erhebaber auch nicht mit dem Erfolg der Erfindung er- 4° lichem Kraftaufwand durch Anstellmittel 11 an den reicht werden, wenn man das Stauchgerüst vor der Strang in solchem Maße preßbar, daß in den äußeren Hochverformungsmaschine entfernen würde. Ange- Strangbereichen das Gußgefüge zerstört wird. Gleichnommen, dieser Fall tritt auf, so ergibt sich folgende zeitig besteht die Möglichkeit, die Antriebsmotoren Rechnung: Der Querschnitt 250 X 250 mm wird mit der Stauchwalzen 9 und der Richtwalzen 10 in ihrer der Gießgesehwindujkeit v,_; — 0,983 m/min in die 45 Drehzaihl zu verändern, um die gewünschte Über-Hochverformungsmaschine geleitet und auf den End- tragung eines Verhältnisses von Druck- und Zugquerschnitt 70 X 70 mm verformt. Die Leistung der spannung zu ermöglichen.

einadrigen Anlage beträgt dann 467 kg/min, entspre- Je nach den auftretenden Betriebssituationen emp-

chend 28 t/h. So erreicht man ebenfalls eine Jahres- fiehlt es sich, die Funktionen des Stauchens und leistung von 100 000 t, die also beträchtlich unter 5° Ziehens bzw. Bremsens des Stranges zu irennen bzw. derjenigen mit Treibergerüst liegt (122 000 t). miteinander zu verbinden.

Die Produktionsleistung der erfindungsgemäßen In der gezeichneten Bauweise sind die Richtwalzen

Gieß-Walzanlage gestaltet sich als Optimum zwi- 10 nur an den Strang anstellbar und nicht angetrieschen Zufuhr- und Verarbeitung des Gießmaterials. ben, während die Stauchwalzen 9 hingegen neben der Hierzu ist es notwendig, ein abhängiges Verhältnis 55 Preßwirkung auch die erforderliche Zug-bzw. Bremsder Querschnittsmaße in allen Stationen vorzusehen. wirkung ausüben.

Erfindungsgemäß weist der Gießquerschnitt ein Sei- Der solcher Art gepreßte und durch die Reduktion

tenverhältnis von größer als »1« — nämlich auf etwa 250 X 250 mm auf eine bestimmte Dichte 300 X 240 mm — auf, während sowohl der Stauch- gebrachte Gießstrang 4 weist somit hinter dem walzspalt als auch der Spalt des Hochverformungs- ^6o Stauchwalzenpaar 9 sowohl Walzgefüge als auch gerüstes ein Seitenverhältnis von »1« besitzen, näm- Gußstruktur auf und läuft nunmehr in die Hochver-Iich 250 X 250 bzw. 70 X 70. Selbstverständlich formungsmaschine 12 ein, von der lediglich der bessind geringe Abweichungen hiervon möglich und seren Übersichtlichkeit halber Stützwalzen 13, liegen noch im Rahnen der Erfindung. Arbeitswalzen 14 und der Exzenterantrieb 15 darge-

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die prak- ⁶5 stellt sind und zwar in einer Augenblicksstellung, tische Anwendung der gekennzeichneten Anlage sind Diese Darstellung läßt erkennen, daß zu Beginn des an Hand der Zeichnung näher erläutert. Verformungsweges der Arbeitswalzen 14 eher Stauch-

Die Figur der Zeichnung stellt schematisiert eine wirkung als Streckwirkung auftritt, wohingegen am

Ausgang der Hochverformungsmaschine 12 diese Kräfte als reine Streckkräfte arbeiten. Eine daraus entstehende Rückwirkung, die eine vorübergehende Regelung der Spannungsverhältnisse bedingt, kann ohne weiteres durch die beiden oder auch mehrere Stauchwalzenpaare 9 aufgefangen werden. Die aus dem Gießverfahren stammenden Schwankungen bzw. Inhomogenitäten des Gießstranges lassen sich auf solche Art kompensieren. Vorteilhafterweise besteht deshalb das aus der Hochverformungsmaschine 12 auslaufende Walzgut 16, das zwischen Transportwalzen bzw. auf einem einfachen Rollgang 17 geführt wird, aus bereits soweit verformtem Material, daß dieses in die bekannten Feinstahlstraßen bzw. nach den Erfordernissen in Mittelstahlstraßen weitergeleitet werden kann. Das hierfür geforderte Maß beträgt allgemein 70 X 70 mm.
Um diese Gießwalzverfahren mit optimalem Erfolg betreiben zu können, besitzt die Durchlaufgießform 2 einen Hochleistungsgießquerschnitt 8 von 300 X 240 mm, der in dem bereits erwähnten Verhältnis zum Stauchwalzenspalt 18 von 250 X 250 mm steht, wobei außerdem das Verhältnis der beiden erwähnter Abstände in Abhängigkeit zum Walzspalt 19 dei Hochverformungsmaschine 12 gehalten ist.

Vor der Hochverformungsmaschine 12 befindei sich eine Zwischenwärmung 20 oder eine Isolier-

ίο strecke. An deren Stelle kann auch eine Entzunderung gesetzt oder vorgeschaltet sein, um den fn. da« Hochverformcü erforderlichen Voraussetzungen gerecht zu werden, und um vor allen Dingen ein fehlerfreies Material zu erhalten.

is Die Erfindung ist außer für Stahl auch für solcht Metalle anwendbar, die in dem der Erfindung zugrundeliegenden Verfahren vergossen und verwalz werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 816 649 Patentansprüche:

1. Verfah/en zum Stranggießen und anschließendem ^;valzen aus der Gießhitze von Stahl, wobei der Strang einer eine Streckung hervorrufenden Querschnittsverminderung in mehreren Stichen unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strang von 300 X 240 mm mit 1,04 m/min abgegossen wird, anschließend in einem ersten Stich auf 250 X 250 mm gestaucht wird und in einem zweiten Stich auf den Knüppel-Endquerschnitt von 70 X 70 mm hochverformt wird.

2. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem den Oßstrang (4) mit hoher Stichabnahme verformenden Walzgerüst (12) ein zweites Walzgerüst (9) vorgeschaltet ist, dessen Walzspalt (18) etwa das 12fache zum Knüppel-Endquerschnitt beträgt, wobei der Walzspalt des Hochverformungsgerüstes (12) bis auf ein Fünfzehntel des Gießquerschnittes einstellbar ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gießquerschnitt (8) rechteckig ist, der Stauchwalzspalt (19) quadratischen Querschnitt aufweist und der Walzspalt des Hochverformungsgerüste:. (12) quadratisch einstellbar ist.