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Dokumentenidentifikation DE102006004310A1 02.08.2007
Titel Anlage und Verfahren zum Herstellen einer Dünnbramme
Anmelder SMS Demag AG, 40237 Düsseldorf, DE
Erfinder Weyer, Axel, 42349 Wuppertal, DE;
Girgensohn, Albrecht, Dr., 40597 Düsseldorf, DE
Vertreter Hemmerich und Kollegen, 57072 Siegen
DE-Anmeldedatum 31.01.2006
DE-Aktenzeichen 102006004310
Offenlegungstag 02.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.08.2007
IPC-Hauptklasse B21B 1/46(2006.01)A, F, I, 20060131, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B22D 11/12(2006.01)A, L, I, 20060131, B, H, DE   B21B 35/02(2006.01)A, L, I, 20060131, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zum Herstellen einer Dünnbramme. Die Anlage umfasst eine Stranggießkokille zum Gießen eines Gießstranges in der Vertikalen und mindestens ein der Stranggießkokille nachgeordnetes Reduzierrollenpaar 120 zum Umformen des Gießstranges 210 in die Dünnbramme 200 durch Reduzieren der Dicke des Gießstranges, ohne diesen abzuquetschen. In einer nachfolgenden Strangführungseinrichtung erstarrt die Dünnbramme 200 in ihrem Kern, bevor sie mit Hilfe einer Biegerolle 140 aus der Vertikalen in die Horizontale umgelenkt wird, wo sie eine Richttreibereinrichtung 150 und eine Schere 160 durchläuft. Um die Bauhöhe der gesamten Anlage zu minimieren, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einen traditionell üblichen Biegetreiber zwischen Strangführungseinrichtung 130 und antriebsloser Biegerolle 140 einzusparen und stattdessen die Reduzierrollen anzutreiben und die Biegerolle 140 unmittelbar in Materialflussrichtung hinter der Strangführungseinrichtung anzuordnen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zum Herstellen einer Dünnbramme, insbesondere einer Dünnbramme mit einer Dicke < 50 mm.

Eine derartige Anlage und ein derartiges Verfahren sind z. B. aus der europäischen Patentschrift EP 0 662 357 B1 bekannt. Die dort offenbarte Anlage umfasst eine Stranggießkokille und mindestens ein ihr nachgeordnetes Reduzierrollenpaar, dessen Rollen angetrieben sein können. In Strangausziehrichtung sind dem Reduzierrollenpaar Strangführungselemente, Treiberrollen, eine Biegerolle sowie eine Richteinheit nachgeordnet. Das Reduzierrollenpaar wird gemäß dieser Patentschrift nach einer vorgegebenen Durchlauflänge des Warmstrangs auf eine kleinere, ein Abquetschen des Sumpfes bewirkende Spaltweite eingestellt und der Warmstrang wird zu einem Angussformat mit einer unterhalb der Dicke des gewünschten Endformates liegenden Dicke verformt, um insbesondere ein problemloseres Angießen zu ermöglichen.

Eine weitere Anlage und ein weiteres Verfahren zum Herstellen einer Dünnbramme sind aus der europäischen Patentschrift EP 0 535 368 B1 bekannt. Die dort offenbarte Anlage umfasst eine Stranggießkokille zum Gießen eines Gießstranges in der Vertikalen, ein der Stranggießkokille nachgeordnetes Reduzierrollenpaar mit einer Reduzierrollen-Anstelleinrichtung zum Umformen des Gießstrangs in die Dünnbramme durch Reduzieren der Dicke des Gießstrangs auf eine gewünschte Dicke für die Dünnbramme, ohne den Gießstrang abzuquetschen und eine dem Reduzierrollenpaar nachgeordnete vertikale Strangführungseinrichtung. Die nicht abgequetschte Dünnbramme wird innerhalb der Strangführungseinrichtung mindestens bis zu ihrer Erstarrung geführt. Der Strangführungseinrichtung nachgeordnet ist eine nicht angetriebene Biegerolle zum Umlenken der Dünnbramme aus der Vertikalen in die Horizontale. Schließlich ist der Biegerolle eine Richttreibereinrichtung zum Richten und weiteren Vorschieben der Dünnbramme nachgeordnet. Weder die Reduzierrollen, noch die Rollen der Strangführungseinrichtung sind angetrieben. Zwischen den Rollen der Strangführungseinrichtung wird die Dünnbramme verformungsfrei geführt. Die Strangförderung erfolgt durch zwischen der Strangführungseinrichtung und der Biegerolle vorgesehene Treiberrollen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Anlage und ein bekanntes Verfahren zum Herstellen einer Dünnbramme dahingehend weiterzubilden, dass die Anlage im Hinblick auf ihr Bauvolumen kompakter und die Anlage sowie das Verfahren vereinfacht und damit kostengünstiger ausgebildet werden können.

Diese Aufgabe wird zunächst durch den Gegenstand des neuen Patentanspruchs 1 gelöst. Die dort beanspruchte Anlage zum Herstellen einer Dünnbramme ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduzierrollen-Antriebseinrichtung vorgesehen ist zum Antreiben der Rollen des Reduzierrollenpaares und zum Vorschieben der Dünnbramme und dass die nicht-angetriebene Biegerolle der Strangführungseinrichtung unmittelbar nachgeordnet ist.

Das Antreiben der Reduzierrollen bietet bei den Dünnbrammen den Vorteil, dass im Stand der Technik übliche Biegetreiberrollen zwischen der Strangführung und der Biegerolle grundsätzlich entfallen können. Neben der damit verbundenen Kosteneinsparung bietet der Wegfall des Biegetreiberrollenpaares den Vorteil, dass die Biegerolle näher an das Ende der Strangführung platziert werden kann, wodurch die Bauhöhe der Anlage in der Vertikalen insgesamt verringert werden kann.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der beanspruchten Anlage werden die Segmente der Strangführungseinrichtung bis auf die von den Reduzierrollen vorgegebene Dicke für die Dünnbramme angestellt. Auf diese Weise wird verhindert, dass aufgrund des ferrostatischen Drucks in der Dünnbramme nach ihrer Reduktion durch die Reduzierrollen eine erneute Aufweitung der Dicke der Dünnbramme erfolgt. Ein Anstellen der Strangführungssegmente so, dass die Dicke der Dünnbramme innerhalb der Strangführungseinrichtung unter die von den Reduzierrollen vorgegebene Dicke weiter reduziert wird, erfolgt ausdrücklich nicht.

Im Hinblick auf eine Minimierung der Bauhöhe der gesamten Anlage ist es vorteilhaft, dass die Biegerolle so positioniert ist, dass die Dünnbramme mit einem Radius von ca. 1 m aus der Vertikalen in die Horizontale umgelenkt wird. Gegenüber einem traditionellen Biegeradius von ca. 3 m bei Dünnbrammen bedeutet dies eine deutliche Reduzierung der Gesamtbauhöhe. Neben der Reduzierung der Bauhöhe bietet der verkleinerte Radius auch den Vorteil, dass das Ende des Viertelkreisbogens, bei dem die Dünnbramme in die Horizontale übergeht, in X-Richtung näher an der Strangführungseinrichtung liegt; anders ausgedrückt hat der verkleinerte Biegeradius eine Verringerung des Abstandes in X-Richtung zwischen einem ersten Richtrollenpaar und der Strangführungseinrichtung und damit eine Verringerung der Länge (oder Grundfläche) der Anlage zur Folge.

Sollte der von der Reduzierrollen-Antriebseinrichtung aufgebrachte Vorschub für die Dünnbramme insgesamt nicht ausreichend sein, so wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, einzelne Rollen bzw. Rollenpaare der Strangführungseinrichtung mit Hilfe einer Führungsrollen-Antriebseinrichtung anzutreiben, um auf diese Weise einen zusätzlichen Vorschub für die Dünnbramme zu realisieren, ohne dass ein separater Biegerollentreiber vorgesehen werden müsste, der die Bauhöhe der Anlage wieder unnötig vergrößern würde.

Vorteilhafterweise bietet eine Richtrollen-Antriebseinrichtung einen weiteren Vorschub für die Dünnbramme, wobei es vorteilhafterweise ausreichend ist, wenn nur eine der Richtrollen, vorzugsweise eine Richtrolle an der Unterseite der Dünnbramme, angetrieben wird.

Zur Minimierung der Kosten ist es vorteilhaft, wenn die Biege-, Richt- und Reduzierrollen insbesondere hinsichtlich ihres Durchmessers nur so groß dimensioniert werden, wie dies für die Bearbeitung der Dünnbramme erforderlich ist. Dies ist keineswegs selbstverständlich, denn traditionell werden die Dünnbrammen in Anlagen hergestellt, die auch für die Herstellung von dickeren Brammen geeignet sind und bei denen dementsprechend die Rollen größer bzw. stärker dimensioniert sind.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Reduzierrollen-Antriebseinrichtung eine Drehzahl und/oder Drehmomentregelung aufweist.

Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren zum Herstellen einer Dünnbramme gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Rollen des Reduzierrollenpaares angetrieben werden und dass das antriebslose Umlenken der Dünnbramme in die Horizontale unmittelbar nach Strangführen erfolgt. Ansonsten ist das Verfahren ausgebildet zum Betreiben der beanspruchten Anlage. Die Vorteile dieses Verfahrens entsprechen den oben mit Bezug auf die beanspruchte Anlage genannten Vorteilen.

Der Beschreibung sind insgesamt zwei Figuren beigefügt, wobei

1 den Aufbau der beschriebenen Anlage; und

2 das Anstellen der Strangsegmente gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren im Zeitablauf zeigt.

Die Erfindung wird nachfolgend in Form von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben.

1 zeigt den Aufbau der erfindungsgemäßen Anlage 100 zum Herstellen einer Dünnbramme 200, insbesondere eine Dünnbramme mit einer Dicke < 50 mm.

Die Anlage 100 umfasst eine Stranggießkokille 110 zum Gießen eines Gießstranges 210 in der Vertikalen. Der Stranggießkokille 110 ist mindestens ein Reduzierrollenpaar 120 nachgeordnet, das mit Hilfe einer Reduzierrollen-Anstelleinrichtung 122 auf eine gewünschte Spaltenweite eingestellt, die der gewünschten Dicke der aus dem Gießstrang zu formenden Dünnbramme entspricht. Wichtig ist dabei, dass der Gießstrang nicht abgequetscht wird; dementsprechend gering können die erforderlichen Kräfte dimensioniert werden und dementsprechend klein und kostengünstig kann die Reduzierrollen-Anstelleinrichtung 122 ausgelegt werden. Neben der Anstelleinrichtung 122 wirkt erfindungsgemäß eine Reduzierrollen-Antriebseinrichtung 124 auf die Reduzierrollen ein, um die Dünnbramme vorzuschieben. Vorteilhafterweise ist diese Antriebseinrichtung 124 mit einer Drehzahl- und/oder Drehmomentregelung versehen.

Dem Reduzierrollenpaar 120 ist in vertikaler Materialflussrichtung eine Strangführungseinrichtung mit mindestens einem Strangführungssegment 130 nachgeordnet. Die Dünnbramme erstarrt innerhalb der vertikalen Strangführungseinrichtung vollständig aus. Eine Strangführungssegment-Anstelleinrichtung 135 dient zum Anstellen der Strangführungssegmente 130 auf die von den Reduzierrollen 120 vorgegebene Dicke für die Dünnbramme 200. Die Strangführungssegment-Anstelleinrichtung 135 wirkt jeweils auf ein- oder mehrteilige Losseiten bei der Strangführungseinrichtung. Optional können einzelne Rollen oder Rollenpaare der Strangführungseinrichtung mit Hilfe einer Führungsrollen-Antriebseinrichtung 137 angetrieben sein, um den durch die angetriebenen Reduzierrollen bereitgestellten Vorschub für die Dünnbramme 200 noch zu vergrößern. In der 1 sind die jeweils angetriebenen Rollen mit einem Kreuz gekennzeichnet.

Gemäß 1 ist der Strangführungseinrichtung eine nicht-angetriebene Biegerolle 140 unmittelbar, d. h. ohne Zwischenschaltung einer Biegetreiber-Einrichtung nachgeordnet. Die Biegerolle 140 ist vorteilhafterweise so positioniert, dass sie die Dünnbramme 200 mit einem Radius r von ca. 1 m aus der Vertikalen in die Horizontale umlenkt. Am Ende des durch die Biegerolle realisierten Viertelkreises, in dem die Dünnbramme 200 geführt wird, wird die Dünnbramme 200 von einer Richttreibereinrichtung 150 aufgefangen und in der Horizontalen verbleibend gerichtet. Wegen der geringen Dicke der Dünnbramme ist es ausreichend, wenn eine Richtrollen-Antriebseinrichtung 156 ausgebildet ist, lediglich eine der Richtrollen, vorzugsweise die auf die Unterseite der Dünnbramme 200 einwirkende Richtrolle 152, anzutreiben und auf diese Weise die Dünnbramme weiter vorzuschieben. Aus dem gleichen Grund ist es auch ausreichend, dass die Richttreibereinrichtung 150 lediglich aus den in 3 gezeigten drei Richtrollen, d. h. dem Richtrollenpaar 152 und der nachgeordneten Richtrolle 154 besteht, welche bewirkt, dass die Dünnbramme 200 sich nicht weiter in einem Kreis bewegt, sondern in der Horizontalen niedergehalten wird. Der Richttreibereinrichtung 150 ist, wie in 1 gezeigt, eine Schere 160 zum Querteilen der Dünnbramme 200 nachgeschaltet.

Aufgrund des erwähnten kleinen Biegeradius r von ca. 1 m sowie aufgrund der lediglich zwei in horizontaler Materialflussrichtung vorgesehenen Richtrollen 152, 154 kann auch die Schere 160 in X-Richtung mit vergleichsweise sehr geringem Abstand zum Ende des Viertelkreises und zu der vertikal angeordneten Strangführungseinrichtung 130 angeordnet sein. Insgesamt resultiert daraus vorteilhafterweise eine wesentlich geringere Gesamtlänge der Anlage 100 bzw. Asudehnung der Anlage 100 in x-Richtung, als wenn der Biegeradius größer wäre und wenn mehr Richtrollen in der Horizontalen nebeneinander angeordnet wären. Aufgrund der relativ geringen Dicke der Dünnbramme ist die gemäß 1 beschriebene Ausgestaltung der Anlage jedoch ausreichend.

Die soeben unter Bezugnahme auf 1 beschriebene Anlage arbeitet wie folgt:

Das in der Stranggießkokille 110 geschmolzene flüssige Metall, insbesondere die dort geschmolzene Stahlschmelze, erstarrt am Ausgang der Stranggießkokille zumindest an ihrer Oberfläche zu einem Gießstrang 210, der vertikal abwärts durch das Reduzierrollenpaar 120 geführt und dort zu der Dünnbramme 200 umgeformt wird, indem er auf eine vorgegebene Dicke reduziert wird, ohne abgequetscht zu werden. In der nachfolgenden vertikalen Strangführungseinrichtung erfolgt eine Erstarrung der Dünnbramme 200 im Kern, bevor die Dünnbramme dann anschließend mit Hilfe der Biegerolle 140 in einem engen Radius von ca. 1 m in die Horizontale geführt wird.

In 2 ist die Arbeitsweise der Strangführungssegment-Anstelleinrichtung 135 im Zeitablauf t, insbesondere bei einem neuen Angießen gezeigt. Ganz zu Beginn des Angießvorganges sind die Reduzierrollen 120 zunächst auf einen sehr breiten Rollenspalt eingestellt, der in etwa der Austrittsbreite der Stranggießkokille entspricht; siehe die Darstellung a) ganz links in 2. Der Spalt zwischen den Reduzierrollen 120 wird dann sukzessive immer weiter verringert, Darstellungen b), c) und d), bis er insbesondere in den Darstellungen e) und f) eine vorbestimmte Dicke für die Dünnbramme vorgibt. In 2 ist die den Reduzierrollen 120 nachgeschaltete Strangführungseinrichtung 130 mit einer linken Festseite und einer rechten Losseite ausgebildet. Aufgrund des ferrostatischen Drucks tendiert die Dünnbramme nach Verlassen der Reduzierrollen 120 zunächst dazu, sich wieder in ihrer Dicke zu vergrößern, was jedoch unerwünscht ist. Diesem Effekt wird jedoch mit Hilfe der Strangführungssegment-Anstelleinrichtung 135 gegengesteuert, indem die Segmente der Strangführungseinrichtung auf der rechten Losseite geeignet, d. h. bis auf die von den Reduzierrollen 120 vorgegebene Dicke für die Dünnbrammen 200 angestellt werden, wie dies in 2 im Zeitablauf t dargestellt ist. Dies erfolgt insbesondere für einen neu angegossenen Strang, während die Segmente während eines kontinuierlichen Gießbetriebs im Abstand der vorgegebenen bzw. gewünschten Dicke für die Dünnbramme 200 angestellt bleiben, wie dies in der Darstellung f) in 2 gezeigt ist.


Anspruch[de]
Anlage (100) zum Herstellen einer Dünnbramme (200), insbesondere einer Dünnbramme mit einer Dicke < 50 mm, umfassend:

eine Stranggießkokille (110) zum Gießen eines Gießstrangs (120) in der Vertikalen;

mindestens ein der Stranggießkokille nachgeordnetes Reduzierrollenpaar (120) mit einer Reduzierrollen-Anstelleinrichtung (122) zum Umformen des Gießstrangs (210) in die Dünnbramme (200) durch Reduzieren der Dicke des Gießstrangs auf eine gewünschte Dicke für die Dünnbramme, ohne den Gießstrang abzuquetschen;

eine dem Reduzierrollenpaar (120) nachgeordnete vertikale Strangführungseinrichtung mit mindestens einem Strangführungssegment (130) zum Führen der Dünnbramme mindestens bis zu deren Erstarrung;

mindestens eine nicht-angetriebene Biegerolle (140) zum Umlenken der Dünnbramme (200) in die Horizontale; und

eine der Biegerolle (140) nachgeordnete Richttreibereinrichtung (150) zum Richten und weiteren Vorschieben der Dünnbramme (200);

dadurch gekennzeichnet,

dass eine Reduzierrollen-Antriebseinrichtung (124) vorgesehen ist zum Antreiben der Rollen des Reduzierrollenpaares (120) und Vorschieben der Dünnbramme; und

dass die nicht-angetriebene Biegerolle (140) der Strangführungseinrichtung unmittelbar nachgeordnet ist.
Anlage (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Strangführungssegment-Anstelleinrichtung (135) zum Anstellen des Strangführungssegmentes (130) auf die von den Reduzierrollen (120) vorgegebene Dicke für die Dünnbramme (200). Anlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegerolle (140) so positioniert ist, dass sie die Dünnbramme (200) mit einem Radius r von ca. 1 m aus der vertikal angeordneten Strangführungseinrichtung kommend in die Horizontale umlenkt. Anlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Führungsrollen-Antriebseinrichtung (137) zum Antreiben einzelner Rollen oder Rollenpaare des Strangführungssegmentes (130) und zum weiteren Vorschieben der Dünnbramme (200). Anlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Richttreibereinrichtung (150) aufweist:

ein Richtrollenpaar (152) mit zwei vertikal übereinander angeordneten Richtrollen zwischen denen ein Spalt ausgebildet ist zum Durchführen der in die Horizontale umgelenkten Dünnbramme (200) und nur eine weitere Richtrolle (154) zum Einwirken auf die Oberseite der Dünnbramme zum Halten der Dünnbramme in der Horizontalen; und

eine Richtrollen-Antriebseinrichtung (156) zum Antreiben von zumindest der die Unterseite der Dünnbramme kontaktierenden Rolle des Richtrollenpaares (152).
Anlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Richttreibereinrichtung (150) eine Schere (160) zum Querteilen der Dünnbramme (200) nachgeschaltet ist. Anlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biege- und/oder Richtrollen (140, 152, 154), insbesondere hinsichtlich ihrer Durchmesser, nur so groß dimensioniert sind, wie dies für das Biegen und Richten der Dünnbramme (200) erforderlich ist. Anlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen des Reduzierrollenpaares (120), insbesondere hinsichtlich ihres Durchmessers, nur so groß dimensioniert sind, wie dies für das Reduzieren des Gießstranges (210) ohne Abquetschen erforderlich ist. Anlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierrollen-Antriebseinrichtung (124) eine Drehzahl- und/oder Drehmomentregelung aufweist. Verfahren zum Herstellen einer Dünnbramme (200), insbesondere einer Dünnbramme mit einer Dicke < 40-50 mm, umfassend folgende Schritte:

Gießen eines Gießstrangs (210) in der Vertikalen;

Umformen des Gießstrangs (210) in die Dünnbramme (200) durch Reduzieren der Dicke des Gießstrangs auf eine gewünschte Dicke für die Dünnbramme mit Hilfe von mindestens einem Reduzierrollenpaar (120) ohne den Gießstrang abzuquetschen;

vertikales Strangführen der Dünnbramme mindestens bis zu deren Erstarrung;

antriebsloses Umlenken der Dünnbramme in die Horizontale; und

Weitertransportieren der Dünnbramme (200) in der Horizontalen;

dadurch gekennzeichnet,

dass die Rollen des Reduzierrollenpaares (120) angetrieben werden; und

dass das antriebslose Umlenken der Dünnbramme in die Horizontale unmittelbar nach dem Strangführen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin zumindest einzelne Schritte zum Betreiben der Anlage (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9 umfasst.






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