Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines dünnen StahlbandesProcess for the continuous production of a thin steel strip
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur kontinuierlichen Herstellung eines dünnen Stahlbandes mit mindestens zwei Gießrollen und gegebenenfalls seitlich angeordneten Seitenplatten, wobei im Betrieb zwischen den Gießwalzen und den Seitenplatten ein Gießreservoir ausbildbar ist, aus welchem flüssige Stahlschmelze an die Gießrollen aufgebbar ist.The invention relates to a method and a system for the continuous production of a thin steel strip with at least two casting rolls and optionally side plates arranged laterally, wherein a casting reservoir can be formed during operation between the casting rolls and the side plates, from which liquid steel melt can be applied to the casting rolls.
Bei der Herstellung eines Stahlbandes aus einer Stahlschmelze mit mindestens folgenden Legierungsbestandteilen:When producing a steel strip from a molten steel with at least the following alloy components:
• weniger als 1 Gew.-% NiLess than 1% by weight of Ni
• weniger als 1 Gew.-% Cr• less than 1% by weight of Cr
• weniger als 0,8 Gew.-% C, insbesondere weniger als 0,4 Gew.-% CLess than 0.8% by weight of C, in particular less than 0.4% by weight of C
• zumindest 0,55 Gew.-% Mn• at least 0.55 wt% Mn
weist das erzeugte Gussband, insbesondere bei Anwendung des aus dem Stand der Technik bekannten Zweiwalzen-Gießverfahrens, vielfach Risse und Oberflächendefekte auf, wodurch die Qualität des erzeugten Stahlbandes deutlich gemindert wird.the cast strip produced, especially when using the two-roll casting method known from the prior art, often has cracks and surface defects, as a result of which the quality of the steel strip produced is significantly reduced.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese bekannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Verfahren für die im Anspruchs 1 definierten Stahlqualitäten sowie eine Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 19 derart weiter zu entwickeln, dass eine wirtschaftlichere Erzeugung eines entsprechenden Stahlbandes verwirklichbar ist.It is an object of the present invention to avoid these known disadvantages of the prior art and to further develop a method for the steel qualities defined in claim 1 and a system according to the preamble of claim 19 in such a way that a corresponding steel strip can be produced more economically.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.This object is achieved according to the invention with a method with the features of claim 1 and with a system with the features of claim 19.
Als Gießrollen werden nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung die bei einem Zweiwalzen-Gießverfahren zur Anwendung gelangenden Gießwalzen bezeichnet. Darüber hinaus sind jedoch alle anderen aus dem Stand der Technik bekannten Formwandflächen definitionsgemäß durch den Begriff Gießrolle mit umfasst. Die Oberfläche einer Gießrolle wird nach dem Stand der Technik vorzugsweise durch eine spanende Bearbeitung, insbesondere durch Drehen und/oder Schleifen, fertigungstechnisch hergestellt. Bei der Produktion von Bändern mit den aus dem Stand der Technik bekannten Gießrollen, insbesondere nach dem
Zweiwalzen-Gießverfahren, sowie bei im Stand der Technik üblichen RSF-Werten zwischen 100 N/mm und 250 N/mm (roll separating force), sind an den produzierten Bändern neben deutlichen Rissen, auch sehr starke Temperaturunterschiede über die Bandbreite und die Bandlänge nachweisbar, die auf starke Kraftschwankungen und ungleichmäßige Erstarrungen schließen lassen.According to a particular embodiment of the invention, the casting rolls are the casting rolls used in a two-roll casting process. In addition, however, all other mold wall surfaces known from the prior art are also encompassed by the term cast roller. According to the prior art, the surface of a casting roll is preferably produced by machining, in particular by turning and / or grinding. In the production of tapes with the casting rolls known from the prior art, in particular according to the Two-roll casting processes, as well as with RSF values between 100 N / mm and 250 N / mm (roll separating force) common in the state of the art, not only show clear cracks on the belts produced, but also very large temperature differences across the belt width and belt length , which indicate strong fluctuations in force and uneven solidifications.
Beim direkten Gießen von nicht rostfreiem (Cr- bzw. Ni-Gehalt von jeweils unter 1 %) flüssigem Stahl in dünne Bänder zwischen 1 und 10 mm Dicke wird bei Anwendung der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahrensparameter somit ein Stahlband unzureichender Qualität erzeugt. Besonders kritisch sind dabei vielfach am Band auftretende Mikrorisse.When casting non-stainless (Cr or Ni content of less than 1% in each case) liquid steel into thin strips between 1 and 10 mm thick, a steel strip of inadequate quality is thus produced using the process parameters known from the prior art. Micro-cracks frequently appearing on the belt are particularly critical.
Durch die Verfahrensweise nach der vorliegenden Erfindung ist erstmals bei der genannten Zusammensetzung der Stahlschmelze ein rissfreies Band mit gutem Bandprofil, insbesondere guter Bandwölbung, herstellbar. Weiters ist eine, gegenüber dem Stand der Technik, homogenere Bandtemperatur über die Breite des Bandes bereits knapp unterhalb der Kokille bzw. der Gießrollen, insbesondere innerhalb einer Bandbreite von +/- 25 K, verwirklichbar. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Band besitzt im Allgemeinen keine thermischen Diagonalstreifen und zeichnet sich durch eine gute Qualität der Bandkanten aus.With the procedure according to the present invention, a crack-free band with a good band profile, in particular a good band curvature, can be produced for the first time with the composition of the steel melt mentioned. Furthermore, compared to the prior art, a more homogeneous strip temperature across the width of the strip can already be achieved just below the mold or the casting rolls, in particular within a range of +/- 25 K. The tape produced by the method according to the invention generally has no thermal diagonal stripes and is characterized by a good quality of the tape edges.
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind zwei Gießrollen zum Betrieb eines Zweiwalzen-Gießverfahrens vorgesehen, wobei an den Oberflächen beider Gießrollen nach einem zufälligen Muster gleichmäßig über die Gießrollenoberfläche verteilte Vertiefungen angeordnet werden.According to a particular embodiment of the invention, two casting rolls are provided for operating a two-roll casting process, depressions being arranged on the surfaces of both casting rolls in a random pattern, uniformly distributed over the surface of the casting roll.
Nach einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Oberflächenstruktur der verwendeten Gießrolle durch im Wesentlichen gleichmäßig verteilte Vertiefungen gekennzeichnet. Nach einer besonderen Ausführungsform handelt es sich bei diesen Vertiefungen um, beispielsweise mechanisch erzeugte, Einkerbungen und/oder Einbuchtungen in die Oberfläche der Gießrolle, wobei zwischen dem Rand, insbesondere dem Grat, und dem tiefsten Punkt einer Vertiefung ein Höhenabstand von 3 bis 80 Mikrometer, insbesondere von 20 bis 40 Mikrometer, eingestellt wird.According to a special embodiment of the present invention, the surface structure of the casting roller used is characterized by recesses which are distributed essentially uniformly. According to a special embodiment, these depressions are, for example, mechanically generated notches and / or indentations in the surface of the casting roll, with a height distance of 3 to 80 micrometers between the edge, in particular the ridge, and the deepest point of a depression, in particular from 20 to 40 micrometers.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden auf der Gießrollenoberfläche nach einem zufälligen Muster - gleichmäßig über die Gießrollenoberfläche verteilt - zwischen 1 und 20 Vertiefungen pro mm2 der Gießrollenoberfläche angeordnet.According to one embodiment of the method according to the invention, between 1 and 20 depressions per mm 2 of the casting roll surface are arranged on the casting roll surface in a random pattern - evenly distributed over the casting roll surface.
Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme kann, wie sich in Versuchen gezeigt hat, eine qualitativ besonders hochwertige Oberfläche des Stahlbandes erzeugt werden.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Si-Gehalt der Stahlschmelze auf weniger als 0,35 Gew.-% Si eingestellt.By means of this measure according to the invention, as has been shown in tests, a particularly high-quality surface of the steel strip can be produced. According to one embodiment of the method according to the invention, the Si content of the steel melt is set to less than 0.35% by weight of Si.
Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme kann, wie sich in Versuchen gezeigt hat, ein Stahlband mit besonders hochwertigen mechanischen Eigenschaften, insbesondere mit verbesserter Zähigkeit, erzeugt werden.As shown in tests, this measure according to the invention can be used to produce a steel strip with particularly high-quality mechanical properties, in particular with improved toughness.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das zumindest teilweise erstarrte Gussband mit einer Geschwindigkeit von mehr als 30 m/min von den Gießrollen abgezogen.According to one embodiment of the method according to the invention, the at least partially solidified cast strip is pulled off the casting rolls at a speed of more than 30 m / min.
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass durch diese erfindungsgemäße Maßnahme eine besonders hochwertige Oberflächengüte - bei gleichzeitig gesteigerter Wirtschaftlichkeit des Verfahrens - realisierbar ist. Bei geringeren Geschwindigkeiten werden mit zunehmender Häufigkeit Überrinnungen und Runzelbildungen der Bandoberfläche beobachtet (häufig verbunden mit Oberflächenrissen).In practice, it has been found that this measure according to the invention enables a particularly high-quality surface quality to be achieved, while at the same time increasing the cost-effectiveness of the method. At lower speeds, overrun and wrinkling of the belt surface are observed with increasing frequency (often associated with surface cracks).
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die mittlere Rauigkeit der Oberfläche zumindest einer der Gießrollen auf mehr als 3 μm eingestellt, wobei die stochastische Verteilung der Vertiefungen durch eine mechanische Bearbeitung der Gießrollenoberfläche, insbesondere durch Kugelstrahlen, erfolgt.According to one embodiment of the method according to the invention, the average roughness of the surface of at least one of the casting rolls is set to more than 3 μm, the stochastic distribution of the depressions taking place by mechanical processing of the casting roll surface, in particular by shot peening.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die mechanische Bearbeitung der Gießrollenoberfläche durch Kugelstrahlen mit Kugeln mit einem Zieldurchmesser D im Bereich von 0,5 mm bis 2,2 mm erfolgt, wobei während der Kugelstrahlung im kugelgestrahlten Bereich der Oberfläche der Gießrolle 1 bis 250 Kugeln pro mm2 Oberfläche auftreffen.According to one embodiment of the method according to the invention, the mechanical treatment of the casting roll surface is carried out by shot peening with balls with a target diameter D in the range from 0.5 mm to 2.2 mm, 1 to 250 balls per shot being peened in the shot peened area of the surface of the casting roll mm 2 surface.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weichen die zur Kugelstrahlung verwendeten Kugeln höchstens mit einer maximalen Standardabweichung von 30 % von dem genannten Zieldurchmesser D ab.According to one embodiment of the method according to the invention, the balls used for shot peening deviate at most with a maximum standard deviation of 30% from said target diameter D.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Flüssigstahl-Meniskus (=Gießspiegel) in einem Winkel zwischen 30° und 50° vom geometrischen kissing-point eingerichtet, d.h. die von der Gießrollenachse einerseits horzontal zum geometrischen kissing- point und andererseits zum Meniskus hinlaufenden Radiusstrahlen schließen einen Stahlbad- Kontaktwinkel von 30°-50° ein.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Schmelzreservoir durch die beiden Gießrollen sowie durch geeignete Seitenplatten seitlich begrenzt und durch eine geeignete Abdeckung nach oben hin zumindest teilweise abgedeckt und gegenüber dem Eintritt von verfahrensfremden Medien, insbesondere staubhaltiger Luft und/oder oxidierenden Gasen, weitgehend geschützt.According to one embodiment of the method according to the invention, the liquid steel meniscus (= casting mirror) is set up at an angle between 30 ° and 50 ° from the geometric kissing point, ie the radius rays running from the casting roller axis on the one hand to the geometric kissing point and on the other hand to the meniscus are closed a steel bath contact angle of 30 ° -50 °. According to one embodiment of the method according to the invention, the melt reservoir is laterally delimited by the two casting rollers and by suitable side plates and is at least partially covered at the top by a suitable cover and largely protected against the ingress of foreign media, in particular dust-containing air and / or oxidizing gases.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Schmelzreservoir einer im wesentlichen inerten Atmosphäre ausgesetzt, wobei das zugeführte Inertgas zu 0 - 100 Vol.-% aus N2 und dem Rest aus Argon oder einem anderen idealen Gas oder C02 gebildet wird.According to one embodiment of the method according to the invention, the melt reservoir is exposed to an essentially inert atmosphere, the inert gas supplied being formed to 0-100% by volume from N 2 and the rest from argon or another ideal gas or CO 2 .
Nach einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das zugeführte Inertgas bis zu 7 % H2 auf.According to a particular embodiment of the method according to the invention, the inert gas supplied has up to 7% H 2 .
Nach einer besonderen Ausführungsform wird der Raum zwischen dem Schmelzreservoir und der oberen Abdeckung zumindest teilweise durch ein im Wesentlichen gegenüber der Stahlschmelze sich inert verhaltendes Gas gefüllt bzw. gespült.According to a particular embodiment, the space between the melt reservoir and the upper cover is at least partially filled or flushed by a gas which is essentially inert towards the steel melt.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die verwendete inerte Atmosphäre zur Beaufschlagung des Schmelzreservoirs hinsichtlich ihres Gehaltes an Sauerstoff auf einen maximalen Gehalt von 0,05 Vol.-% 02 beschränkt.According to one embodiment of the method according to the invention, the inert atmosphere is used its content of oxygen to a maximum content of 0.05 vol .-% restricted to act on the melt reservoir with respect to 0. 2
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden an einer Messstrecke am Gießrollenausgang die Bandwölbung des Gussbandes sowie der Kantenabfall bestimmt.According to one embodiment of the method according to the invention, the strip curvature of the cast strip and the edge drop are determined on a measuring section at the casting roll outlet.
Die Bandwölbung sowie der Kantenabfall sind gemäß DIN-Norm definiert.The band curvature and the edge drop are defined in accordance with the DIN standard.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Gießrollen derart kalt vorprofiliert, dass bei dem Stahlband am KokillenausgangAccording to one embodiment of the method according to the invention, the casting rolls are cold-profiled in such a way that the steel strip at the mold exit
• eine Bandwölbung zwischen 20 μm und 150 μm und• a band curvature between 20 μm and 150 μm and
• der Kantenabfall der Banddicke zwischen Bandkante und 40 mm Abstand von der Bandkante auf einen Wert von weniger als 150 μm• The edge drop in the strip thickness between the strip edge and a distance of 40 mm from the strip edge to a value of less than 150 μm
eingestellt wird.is set.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird während des Gießens durch einen oder mehrere geeignete an den Gießrollen angeordneten Akuatoren das Warmprofil der Gießrollen, in Abhängigkeit einer oder mehrerer der folgenden Gießparameter:
• GaszusammensetzungAccording to one embodiment of the method according to the invention, the warm profile of the casting rolls is determined during casting by one or more suitable actuators arranged on the casting rolls, depending on one or more of the following casting parameters: • Gas composition
• Banddicke• Strip thickness
• anfallende Erstarrungswärme• heat of solidification
• Gießgeschwindigkeit• casting speed
• Meniskus-Winkel• Meniscus angle
derart eingestellt, dass bei dem Stahlband am Kokillenausgangset so that the steel strip at the mold exit
• eine Bandwölbung zwischen 20 μm und 150 μm und• a band curvature between 20 μm and 150 μm and
• der Kantenabfall der Banddicke zwischen Bandkante und 40mm Abstand von der Bandkante auf einen Wert von weniger als 150 μm• the edge drop of the strip thickness between the strip edge and 40mm distance from the strip edge to a value of less than 150 μm
erreicht wird.is achieved.
In Versuchen hat sich gezeigt, dass durch diese erfindungsgemäße Maßnahme, sowie unter weiterer Berücksichtigung der Rollentrennkraft RSF, ein über die Bandbreite des Gussbandes, insbesondere auch im Bereich der Bandkanten, ausreichend gleichmäßiger Erstarrungsgrad erreicht werden, und somit die Effizienz des vorgestellten erfindungsgemäßen Verfahrens weiter gesteigert werden kann.Tests have shown that this measure according to the invention, and with further consideration of the roll separation force RSF, achieves a sufficiently uniform degree of solidification over the bandwidth of the cast strip, in particular also in the area of the strip edges, and thus further increases the efficiency of the method according to the invention can be.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei dem Gussband eine Bandwölbung zwischen 30 μm und 90 μm und ein Kantenabfall von weniger als 100 μm eingestellt.According to one embodiment of the method according to the invention, a band curvature of between 30 μm and 90 μm and an edge drop of less than 100 μm are set in the cast strip.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Rauhigkeit der Gießwalzenoberfläche bei zumindest einer der Gießwalzen in einem Kantenbereich der Gießrolle von 3 - 30 mm sehr glatt, insbesondere mit einer mittleren Rauhigkeit von höchstens 2 μm, einstellt.According to one embodiment of the method according to the invention, the roughness of the casting roll surface in at least one of the casting rolls is set to be very smooth in an edge region of the casting roll of 3 to 30 mm, in particular with an average roughness of at most 2 μm.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Gießrollentrennkraft mit einer Genauigkeit von wenigstens ±15N/mm hinsichtlich eines Gießrollentrennkraftzielwertes geregelt und/oder gesteuert.
Eine bevorzugte Anwendung des Verfahrens ist bei Stahlqualitäten gegeben, bei denen die Stahlschmelze folgende Zusammensetzung aufweist:According to one embodiment of the method according to the invention, the casting roll separation force is regulated and / or controlled with an accuracy of at least ± 15N / mm with respect to a casting roll separation force target value. A preferred application of the method is for steel grades in which the steel melt has the following composition:
• weniger als 1 Gew.-% NiLess than 1% by weight of Ni
• weniger als 1 Gew.-% Cr• less than 1% by weight of Cr
• weniger als 0,8 Gew.-% C, insbesondere weniger als 0,4 Gew.-% CLess than 0.8% by weight of C, in particular less than 0.4% by weight of C
• zumindest 0,55 Gew.-% Mn• at least 0.55 wt% Mn
• Rest Fe und herstellungsbedingte Verunreinigungen.• Remainder Fe and manufacturing-related impurities.
Die Erfindung ist weiters durch eine Anlage gemäß Anspruch 19 gekennzeichnet.The invention is further characterized by a system according to claim 19.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage sind an der Gießrollenoberfläche 1 bis 20 Vertiefungen pro mm2 vorgesehen.According to one embodiment of the system according to the invention, 1 to 20 depressions per mm 2 are provided on the casting roll surface.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist als Gießrollenoberfläche eine durch Kugelstrahlung, insbesondere eine mit Kugeln mit einem Durchmesser zwischen 0,5 mm bis 2,2 mm und einer Streuung der Durchmesser der Kugeln von weniger als 30 % (bezogen auf einen in besagtem Durchmesserintervall befindlichen Zieldurchmesser D), vorzugsweise mit 1 bis 250 Kugeln pro mm2 gestrahlte, hergestellte Oberflächenstruktur vorgesehen.According to one embodiment of the system according to the invention, the casting roller surface is one by shot peening, in particular one with balls with a diameter between 0.5 mm to 2.2 mm and a scattering of the diameter of the balls of less than 30% (based on a diameter interval in the said range Target diameter D), preferably provided with 1 to 250 balls per mm 2 of blasted, produced surface structure.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist oberhalb der beiden Gießrollen eine Abdeckung vorgesehen, durch welche das Schmelzreservoir abdeckbar ist.According to one embodiment of the system according to the invention, a cover is provided above the two casting rolls, through which the melt reservoir can be covered.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist eine geeignete Einrichtung vorgesehen, durch welche im Bereich des Schmelzreservoirs, oberhalb der Stahlschmelze, insbesondere im Raum zwischen der Stahlschmelze und der Abdeckung, eine sich im wesentlichen gegenüber der Stahlschmelze inert verhaltende Gasatmosphäre einstellbar ist.According to one embodiment of the system according to the invention, a suitable device is provided by means of which a gas atmosphere which is essentially inert towards the steel melt can be set in the area of the melt reservoir, above the steel melt, in particular in the space between the steel melt and the cover.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist eine Messstrecke zur Ermittlung der Bandwölbung des Gussbandes und/oder des Kantenabfalls der Banddicke zwischen der Bandkante und 40 mm Abstand von der Bandkante vorgesehen.According to one embodiment of the system according to the invention, a measuring section is provided for determining the strip curvature of the cast strip and / or the edge drop in the strip thickness between the strip edge and a distance of 40 mm from the strip edge.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist zumindest eine der Gießrollen kalt vorprofiliert.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist an zumindest einer der Gießrollen zumindest ein Aktuator vorgesehen, durch welchen das Warmprofil der Gießwalze entsprechend einer oder mehrerer der folgenden GießparameterAccording to one embodiment of the system according to the invention, at least one of the casting rolls is cold pre-profiled. According to one embodiment of the system according to the invention, at least one actuator is provided on at least one of the casting rolls, by means of which the hot profile of the casting roll corresponds to one or more of the following casting parameters
Gaszusammensetzunggas composition
Banddickestrip thickness
Anfallende ErstarrungswärmeSolidification heat
Gießgeschwindigkeitcasting speed
Meniskus-WinkelMeniscus angle
einstellbar ist.is adjustable.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist eine Regeleinrichtung vorgesehen, durch welche das Warmprofil und/oder Kaltprofil zumindest einer der Gießrollen in Abhängigkeit von der gemessenen Bandwölbung sowie dem gemessenen Kantenabfall der Banddicke zwischen der Bandkante und 40 mm Abstand von der Bandkante einstellbar ist.According to one embodiment of the system according to the invention, a control device is provided, by means of which the hot profile and / or cold profile of at least one of the casting rolls can be adjusted as a function of the measured strip curvature and the measured edge drop in strip thickness between the strip edge and a distance of 40 mm from the strip edge.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage weist zumindest eine der Gießrollen in einem Kantenbereich von 3 bis 30 mm eine mittlere Rauigkeit von höchstens 2 μm auf.According to one embodiment of the system according to the invention, at least one of the casting rolls has an average roughness of at most 2 μm in an edge region of 3 to 30 mm.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist eine Einrichtung zur Regelung der Gießrollentrennkraft mit einer Genauigkeit von zumindest ±15 N/mm vorgesehen.According to one embodiment of the system according to the invention, a device for regulating the casting roll separating force with an accuracy of at least ± 15 N / mm is provided.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage sind die Gießrollen zu einander anstellbar angeordnet. Nach einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage sind einerseits eine Einrichtung zur Messung der Anstellkraft sowie andererseits eine Einrichtung zur Regelung der Anstellung der Gießrollen in Abhängigkeit von den gemessenen Kräften vorgesehen.According to one embodiment of the system according to the invention, the casting rolls are arranged such that they can be adjusted to one another. According to a further embodiment of the system according to the invention, on the one hand, a device for measuring the setting force and, on the other hand, a device for regulating the setting of the casters as a function of the measured forces are provided.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist eine geeignete Einrichtung vorgesehen, durch welche die Bombierung zumindest einer der Gießrollen während des Betriebes der Anlage veränderbar ist.
Nach einer weiteren besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist eine geeignete Einrichtung vorgesehen, durch welche die Warmform des Kantenbereichs zumindest einer der Gießrollen während des Betriebes der Anlage veränderbar ist.According to one embodiment of the system according to the invention, a suitable device is provided, by means of which the crowning of at least one of the casting rolls can be changed during the operation of the system. According to a further special embodiment of the system according to the invention, a suitable device is provided, by means of which the hot shape of the edge region of at least one of the casting rolls can be changed during the operation of the system.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage sind eine geeignete Einrichtung zur Messung des Meniskuswinkels sowie gegebenenfalls eine geeignete Einrichtung zur Regelung und/oder Steuerung des Meniskuswinkels vorgesehen.According to one embodiment of the system according to the invention, a suitable device for measuring the meniscus angle and, if appropriate, a suitable device for regulating and / or controlling the meniscus angle are provided.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist eine Einrichtung zur Messung des Bandprofiles vorgesehen.According to one embodiment of the system according to the invention, a device for measuring the strip profile is provided.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage besteht zumindest eine der Gießrollen im Wesentlichen aus einem gut wärmeleitenden Material, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Nach einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage weist zumindest eine der Anlagen eine im Inneren angeordnete Kühleinrichtung auf.According to one embodiment of the system according to the invention, at least one of the casting rolls essentially consists of a good heat-conducting material, in particular of copper or a copper alloy. According to a special embodiment of the system according to the invention, at least one of the systems has an internal cooling device.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage weist zumindest eine der Gießrollen außen eine Chrom-Beschichtung mit einer minimalen Schichtdicke von 10 μm auf. Nach einer weiteren besonderen Ausführungsform ist unterhalb der Chrom-Beschichtung eine zumindest 0,5 mm dicke Zwischenschicht, insbesondere eine aus Nickel und/oder einer Ni-Legierung hergestellte Zwischenschicht, vorgesehen.According to one embodiment of the system according to the invention, at least one of the casting rolls has a chrome coating on the outside with a minimum layer thickness of 10 μm. According to a further special embodiment, an at least 0.5 mm thick intermediate layer, in particular an intermediate layer made of nickel and / or a Ni alloy, is provided below the chrome coating.
Nach einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist eine Einrichtung zur Geschwindigkeitsmessung zumindest einer Gießrolle vorgesehen und ist über einen Regelkreis, der einige der wesentlichen anderen Gießparameter, wie beispielsweise die aktuelle Rollentrennkraft und/oder den aktuellen Meniskuswinkel berücksichtigt, ein Geschwindigkeits- Sollwert an die Gießrollenantriebe übermittelbar, um die ermittelte Sollgeschwindigkeit einzustellen.According to a special embodiment of the system according to the invention, a device for measuring the speed of at least one casting roll is provided and a setpoint speed value can be transmitted to the casting roll drives via a control circuit which takes into account some of the other important casting parameters, such as the current roll separation force and / or the current meniscus angle to set the determined target speed.
Nach einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist eine Einrichtung zur Drosselung und Regelung der Flüssigstahlzufuhr vorgesehen, sodass der gewünschte Soll- Meniskuswinkel einstellbar, bzw. mittels eines geeigneten Regelkreis, der zumindest den Istwert des Meniskuswinkel berücksichtigt, regelbar ist.According to a special embodiment of the system according to the invention, a device for throttling and regulating the supply of liquid steel is provided, so that the desired target meniscus angle can be set, or can be regulated by means of a suitable control circuit which takes into account at least the actual value of the meniscus angle.
Beim direkten Gießen von nicht rostfreiem (Cr- bzw. Ni-Gehalt von jeweils unter 1 %) flüssigem Stahl, mit einem C-Gehalt von unter 0,45 % C, insbesondere unterhalb von 0,1% C, in dünne Bänder zwischen 1 und 10 mm Dicke nach dem Zweiwalzen-Gießverfahren konnte bei den aus dem Stand der Technik bekannten Oberflächentopologien und Kaltprofilen der Gießwalzen und
bei , aus dem Stand der Technik üblichem, Inertisier-Gasgemisch (in der Kokille) sowie entsprechend der bekannten Güte AISI 304 gewählten Rollentrennkräften, weder ein mikrorissfreies Band noch ein stabiler kontinuierlicher, ununterbrochener Gießprozeß mit Temperaturhomogenität über die Breite von besser als +/- 30 K (gemessen ca. 1 - 2 m unterhalb des geometrischen Kissing Points) erreicht werden. Bei Gießgeschwindigkeiten oberhalb von 30 m/min, insbesondere oberhalb von 50 m/min, wurden einerseits an der Temperaturprofil-Messstelle unterhalb der Kokille dunkle, schräge Querstreifen gesichtet sowie andererseits erhebliche Bandkantenblutungen und auftretende Schwalbenschwanzkanten beobachtet.When pouring non-stainless (Cr or Ni content of less than 1% each) liquid steel with a C content of less than 0.45% C, especially less than 0.1% C, into thin strips between 1 and 10 mm thickness after the two-roll casting process could with the known from the prior art surface topologies and cold profiles of the casting rolls and with inert gas mixture (in the mold) which is customary from the prior art and roller separation forces selected in accordance with the known quality AISI 304, neither a micro-crack-free belt nor a stable continuous, uninterrupted casting process with temperature homogeneity over the width of better than +/- 30 K (measured approx. 1 - 2 m below the geometric kissing point). At casting speeds above 30 m / min, in particular above 50 m / min, dark, oblique transverse stripes were sighted on the one hand at the temperature profile measuring point below the mold, and on the other hand considerable band edge bleeding and occurring dovetail edges were observed.
Nach einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein nichtrostender Stahl mit einem C-Gehalt bis zu 0.5 % bei Gießgeschwindigkeiten von über 30 m/min, insbesondere von über 50 m/min, unter Verwendung einer oder mehrerer der folgenden Parameter vergossen:According to a particular embodiment of the present invention, a stainless steel with a C content of up to 0.5% is cast at casting speeds of over 30 m / min, in particular over 50 m / min, using one or more of the following parameters:
• Stabile Gießwalzen-Oberflächentopologie erreicht durch Kugelstrahlen mit Stahlkugeln eines bestimmten Durchmessers mit Genauigkeit d+/-30%, wobei d zw. 0,5 und 2,2 mm liegt. Bei dem Kugelstrahlprozess sollten 1 bis 250 Kugeln auf einen mm2 Gießwalzenoberfläche auftreffen• Stable casting roll surface topology achieved by shot peening with steel balls of a certain diameter with accuracy d +/- 30%, where d is between 0.5 and 2.2 mm. In the shot peening process, 1 to 250 balls should hit a mm 2 casting roll surface
• Der Gießsumpf zwischen den beiden Gießwalzen wird oberhalb durch eine Kokillenabdeckung abgedeckt, wobei zur Inertisierung der Atmosphäre oberhalb des Gießspiegels ein Gas folgender Zusammensetzung verwendet wird: 0 - 100 % N2; Rest Ar oder anderes idealen Gas bzw. C02; bis zu 7% H sowie minimale Vereinigungen, wie in technischen Gasen kaum zu vermeiden, erlaubt (jedenfalls weniger als 0,05 % 02)• The pouring sump between the two pouring rollers is covered above by a mold cover, a gas of the following composition being used to make the atmosphere above the pouring level inert: 0-100% N 2 ; Rest Ar or other ideal gas or C0 2 ; up to 7% H as well as minimal combinations, which can hardly be avoided in technical gases, allowed (at least less than 0.05% 0 2 )
• Gieß- bzw. Rollentrennkräfte zwischen 5 und 100 kN je Meter Bandbreite• Casting or roll separation forces between 5 and 100 kN per meter of belt width
• Bandwölbung (definiert gemäß Warmband DIN-Norm) zwischen 20 und 120 μm, vorzugsweise zw. 30 und 90 μm;• strip curvature (defined according to hot strip DIN standard) between 20 and 120 μm, preferably between 30 and 90 μm;
Entsprechend weiterer bevorzugter Ausführungsformen weist der vergossene Stahl folgende Zusammensetzung auf:According to further preferred embodiments, the cast steel has the following composition:
• C-Gehalt kleiner als 0,1 % und/oder Mn-Gehalt zwischen 0,5 und 1,5 % und/oder Si-Gehalt zwischen 0,01 und 0,35 %
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die verwendeten Gießrollen eine mittlere Rautiefe von Ra > 3μm, vorzugsweise von Ra > 6 μm, auf.C content less than 0.1% and / or Mn content between 0.5 and 1.5% and / or Si content between 0.01 and 0.35% According to a further preferred embodiment, the casting rolls used have an average roughness depth of Ra> 3 μm, preferably of Ra> 6 μm.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist zumindest eine der verwendeten Gießwalzen eine Chrombeschichtung mit einer Schichtdicke von zumindest 10 μm und/oder eine, gegebenenfalls unter der Chrombeschichtung liegende, Nickelbeschichtung mit einer Schichtdicke von zumindest 0,5 mm Dicke auf. Der Mantel der Gießwalze ist dabei nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform aus Kupfer gefertigt, der gegebenenfalls als Basis allfälliger Beschichtungen der Walze dient.According to a further preferred embodiment of the invention, at least one of the casting rolls used has a chrome coating with a layer thickness of at least 10 μm and / or a nickel coating, which may be located under the chrome coating, with a layer thickness of at least 0.5 mm thickness. According to a further preferred embodiment, the jacket of the casting roll is made of copper, which may serve as the basis for any coatings on the roll.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren weist die Gießwalze in einem Randbereich von 3 -30 mm keine nennenswerte Rauheit auf (Ra ≤ 2,0 μm).According to one embodiment of the method according to the invention, the casting roll has no appreciable roughness in an edge region of 3 to 30 mm (Ra 2,0 2.0 μm).
Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird bei der kontinuierlichen Bandherstellung in einer Zweiwalzengießvorrichtung flüssiger Stahl zwischen zwei gegensinnig rotierende horizontal angeordnete Gießwalzen, die über eine geeignete, insbesondere in den Walzen angeordnete, Kühlvorrichtung, insbesondere über eine Wasserkühlung, verfügen, aufgegeben. Das flüssige Metall bildet rasch bei Kontakt mit den gekühlten Gießwalzen eine erstarrte Schale, wobei die erstarrten Schalen am Ort des geometrischen „kissing-points" zwischen den Gießflächen (= Ort des geringsten Abstandes der Gießflächen zu einander) unter Auftreten geringer Rollentrennkräfte zumindest teilweise miteinander verpresst werden. Der erstarrte Strang bzw. das erstarrte Band wird unterhalb des kissing-points abgezogen.According to a particular embodiment of the invention, in the continuous strip production in a two-roll casting device, liquid steel is fed between two counter-rotating, horizontally arranged casting rolls which have a suitable cooling device, in particular a water cooling device, which is arranged in the rolls. The liquid metal quickly forms a solidified shell when it comes into contact with the cooled casting rolls, the solidified shells being at least partially pressed together at the location of the geometric “kissing point” between the casting surfaces (= location of the smallest distance between the casting surfaces), with the occurrence of low roll separation forces The solidified strand or band is pulled off below the kissing point.
Das flüssige Metall kann nach verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung aus einer Pfanne in ein kleineres Gefäß gegossen werden, von welchem es über ein geeignetes Gießrohr in die Bandgießanlage bzw. in den Raum oberhalb des kissing-points zwischen den beiden Gießwalzen eingegossen wird. Das eingegossenen Metall bildet nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung oberhalb des kissing-points ein Schmelzereservoir, welches einerseits von den Flächen der Gießwalze und andererseits von geeigneten Seitenplatten oder sonstige geeignete Einrichtungen, beispielsweise geeignete elektromagnetische Einrichtungen, begrenzt wird. Die Seitenplatten sind nach einer bevorzugten Ausführungsform beweglich ausgeführt.According to various embodiments of the invention, the liquid metal can be poured from a pan into a smaller vessel, from which it is poured into the belt casting system or into the space above the kissing point between the two casting rollers via a suitable pouring tube. According to a special embodiment of the invention, the poured-in metal forms a melting reservoir above the kissing point, which is limited on the one hand by the surfaces of the casting roller and on the other hand by suitable side plates or other suitable devices, for example suitable electromagnetic devices. According to a preferred embodiment, the side plates are designed to be movable.
Die Erfindung ist entsprechend einer besonderen Ausführungsform nachfolgend anhand mehrerer schematischer Zeichnungen in nicht einschränkender Weise dargestellt. Es zeigen:In accordance with a particular embodiment, the invention is illustrated below in a non-restrictive manner using several schematic drawings. Show it:
Fig. 1 eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur erfindungsgemäßen Erzeugung eines dünnen Stahlbandes
Fig. 2 ein Detail einer Vorrichtung sowie eines Verfahrens zur erfindungsgemäßen Erzeugung eines dünnen StahlbandesFig. 1 shows an apparatus and a method for producing a thin steel strip according to the invention Fig. 2 shows a detail of an apparatus and a method for producing a thin steel strip according to the invention
Die nach Fig. 1 dargestellte Gieß- und Walz-Vorrichtung zeigt eine Bandgießanlage 1 bestehend aus einer Gießpfanne 2 mit einem Gießrohr 3 sowie zwei gegensinnig rotierenden Gießwalzen 4, 5. Das Gussband 6 wird über eine Abkühlstrecke 7 zu einem Walzgerüst 8 befördert. In dem Walzgerüst 8 erfährt das Metallband eine Dickenreduktion von zumindest 10 %. Das solcherart gewalzte Band wird durch eine Warmhalte- und/oder Aufheizeinrichtung 9 befördert und an einer Haspelanlage 10 gehaspelt. Das gehaspelte Band wird nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung in einer entsprechenden Wärmebehandlungsanlage wärmebehandelt (nicht dargestellt).The casting and rolling device shown in FIG. 1 shows a belt casting system 1 consisting of a ladle 2 with a pouring tube 3 and two pouring rollers 4, 5 rotating in opposite directions. The casting belt 6 is conveyed via a cooling section 7 to a roll stand 8. In the roll stand 8, the metal strip is reduced in thickness by at least 10%. The strip thus rolled is conveyed through a warming and / or heating device 9 and coiled on a coiler 10. According to a particular embodiment of the invention, the coiled strip is heat-treated in a corresponding heat treatment plant (not shown).
Aus Fig. 2 ist die Definition des Meniskuswinkels α ersichtlich. Der Meniskuswinkel α wird anhand eines Normalschnittes (Ebene normal auf die Mittellinie der Gießrolle) zwischen der Verbindung2 shows the definition of the meniscus angle α. The meniscus angle α is determined using a normal cut (plane normal to the center line of the casting roll) between the connection
• des Punktes der Berührung des Gießspiegels mit dem äußeren Umfang der Gießrolle mit dem• the point of contact of the casting mirror with the outer circumference of the casting roll with the
• Mittelpunkt der Gießrolle• Center of the casting roll
und der Verbindungand the connection
• des Mittelpunktes der Gießrolle mit dem• the center of the casting roll with the
• Mittelpunkt der weiteren Gießrolle• Center of the further casting roll
bestimmt. Eine Messung des Meniskuswinkels erfolgt nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung beispielsweise über eine Bestimmung der Höhe des Gießspiegels.
certainly. According to a special embodiment of the invention, the meniscus angle is measured, for example, by determining the height of the casting level.