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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Brammen mit verbesserter Oberflächenqualität, insbesondere von Stahlbrammen, im Stranggiessverfahren beim Giessen von Schmelze in eine Durchlauf-Plattenkokille mit verstellbaren Schmalseitenwänden, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es besteht das Bestreben, stranggegossene Brammen möglichst frei von Oberflächenrissen zu giessen. Oberflächenrisse müssen vor einer Weiterverarbeitung der Bramme entfernt werden, u. zw. durch Schleifen oder Flämmen, wodurch Verarbeitungskosten und Materialverluste entstehen. Ausserdem wird dadurch der Direkteinsatz der giessheissen Brammen in die Walzwerksöfen verzögert, wodurch auch Energieverluste auftreten.
Aus Stahl und Eisen 93 (1978), Nr. 21, Seiten 1092 bis 1098, ist es bekannt, welche Faktoren die Rissbildung beeinflussen und welche korrektive Massnahmen zur Verhinderung von Oberflächenrissen gesetzt werden können. Neben einer Vielzahl von Giessbedingungen, wie z. B. Stahlanalyse, Giessgeschwindigkeit, Giesstemperatur, kommt auch eine grosse Bedeutung der Konizität der Schmalseiten zu, welche Konizität vor Giessbeginn nach den Erfahrungen in der Praxis auf ein bestimmtes Mass fix eingestellt wird. Bei einem fix eingestellten Konus müssten aber auch die übrigen Giessbedingungen konstant bleiben, wenn optimale Verhältnisse in bezug auf minimalen Rissbefall erreicht werden sollen. Es ist jedoch in der Praxis oftmals der Fall, dass sich diese Parameter während des Giessens ändern, wodurch es zur Bildung von Längs-und/oder Querrissen kommen kann.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welche es ermöglicht, sich während des Betriebs ändernde Giessbedingungen zu berücksichtigen, so dass es möglich ist, rissfreie Stränge mit grösserer Sicherheit als bisher herstellen zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Schmalseitenwände mit ihren unteren Endteilen mit vorgewählter Anpresskraft gegen den Strang gepresst werden, die Anpresskraft jeweils zwischen dem unteren Ende der Schmalseitenwände und dem Strang fortlaufend gemessen und mit der vorgewählten Anpresskraft verglichen wird, worauf bei Absinken der vom Strang auf eine der Schmalseitenwände wirkenden Anpresskraft unter die vorgewählte Anpresskraft diese Schmalseitenwand in Richtung zum Strang bewegt und bei Überschreiten der vom Strang auf eine der Schmalseitenwände wirkenden Anpresskraft über die vorgewählte Anpresskraft diese Schmalseitenwand vom Strang wegbewegt wird, u. zw. in beiden Fällen unter Änderung der Konizität, wobei die Schmalseitenwände zu Giessbeginn und unmittelbar vor Giessende in ihrer Lage fixiert werden.
Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Plattenkokille, deren Schmalseitenwände mittels im Bereich des unteren Endes der Schmalseitenwand angeordneter Stelltriebe zumindest in ihrer Neigung verstellbar sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung der die Schmalseitenwand zum Stelltrieb pressenden Kraft eine Kraftmesseinrichtung vorgesehen ist, die über einen Regelkreis mit dem Antrieb des Stelltriebes gekoppelt ist.
Um Schrumpfungsunterschiede der Strangschale innerhalb der Kokille berücksichtigen zu können, ist gemäss einer bevorzugten Ausführungsform bei einer Kokille mit einer Schmalseitenwand, die innerhalb des Höhenbereiches einer einteiligen Breitseitenwand zweiteilig ausgebildet ist, wobei jeweils ein unterer Teil an einem oberen Teil mittels einer sich quer zur Strangachse erstreckenden Schwenkachse schwenkbeweglich befestigt ist, die Kraftmesseinrichtung jeweils am unteren schwenkbeweglichen Teil der Schmalseitenwände vorgesehen.
Vorteilhaft ist die Kraftmesseinrichtung zwischen einer den unteren Teil einer Schmalseitenwand verstellenden Stelleinrichtung und der Schmalseitenwand eingebaut.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen in schematischer Darstellung näher erläutert, wobei Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kokille und Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kokille zeigen. In Fig. 3 sind die vom Strang auf eine Schmalseitenwand wirkenden Kräfte veranschaulicht. Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform in zu Fig. 1 analoger Darstellung.
Mit --1 und 2-- sind die Schmalseitenwände einer Plattenkokille zum Stranggiessen eines Stranges --3-- mit Brammenquerschnitt bezeichnet, welche Schmalseitenwände zwischen zwei Breitseiten- wänden --4, 5-- eingesetzt sind. Die beiden einander gegenüberliegenden Breitseitenwände --4,
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sind. Es liegt nämlich eine allmählich wachsende Strangschale vor, die sich örtlich von den Seiten- wänden-l, 2,4 und 5-abhebt und vom ferrostatischen Druck wieder an diese angepresst wird, wodurch auch das Temperaturprofil uneinheitlich ist. Ausserdem sind Einflüsse von der Stahlzusammensetzung, der Giesstemperatur und der Turbulenz des flüssigen Stahles in der Kokille gegeben.
Allerdings kann man einen Richtwert für den Sollwert der Anpresskraft aus dem ferrostatischen Druck p, berechnen. Die von der Strangschale auf die Seitenwände --1, 2-- wirkenden Kräfte sind für die Seitenwände, wie in Fig. 3 veranschaulicht, ein Belastungsfall mit Dreieckslast. Die Auflagen bilden dabei die Abstützungen an den Stellspindeln --13-. Da die innerhalb der Kokille befindliche Strangschale --15-- bereits einen Teil des ferrostatischen Druckes aufzunehmen vermag, kann die Anpresskraft entwas niedriger gehalten werden als die aus dem ferrostatischen Druck resultierende Kraft-23-.
Es ist möglich, den Sollwert der Anpresskraft während des Giessens sich stark ändernden Giessbedingungen anzupassen, beispielsweise wenn die Ausziehgeschwindigkeit des Stranges variiert wird.
Aus Sicherheitsgründen ist es notwendig, das Abweichen der Konizität der Schmalseitenwände zu begrenzen, um bei einer Störung ein vollständiges Ausweichen der Schmalseitenwände --1, 2-- zu verhindern, u. zw. soll die sich einstellende Konizität innerhalb eines Bereiches von 0, 5 bis 1, 5% betragen, wobei die Prozentangabe die prozentuelle Differenz des Abstandes der Unterkanten der Schmalseiten vom Abstand der Oberkanten der Schmalseiten, bezogen auf den Abstand der Oberkanten der Schmalseiten, darstellt.
Beim Angiessen werden die Schmalseitenwände --1, 2-- zunächst in einer bestimmten Lage fix eingestellt. Erst wenn der Strang die Kokille verlässt, geht man auf das erfindungsgemässe Verfahren mit variabler Konizität und konstanter Anpresskraft über. Unmittelbar vor dem Giessende werden ebenfalls die Schmalseitenwände --1, 2-- fix auf eine bestimmte Konizität eingestellt.
Um Schrumpfungsunterschiede der Strangschale --15-- innerhalb der Kokille zu berücksichtigen, ist es, wie in Fig. 4 dargestellt, möglich, innerhalb der Höhe --22-- der einteiligen Breit- seitenwände-4, 5-- zweigeteilte Schmalseitenwände-24, 25-- vorzusehen, wobei ein unterer Teil - jeder Schmalseitenwand an einem oberen Teil --27-- der Schmalseitenwand mittels einer sich quer zur Strangachse erstreckenden Schwenkachse --28-- schwenkbeweglich befestigt ist. Die Konizität der oberen Teile --27-- der Schmalseitenwände --24-- ist starr auf einen vorgegebenen Wert eingestellt. Diese Teile sind mittels zweier übereinanderliegender Stelltriebe-9-verstell-und fixierbar.
Diese Stelltriebe weisen ebenfalls Motoren --11--, Getriebe --12-- und Stellspindeln - auf, wobei die Stellspindeln --13-- mit diesen oberen Teilen --27-- der Schmalseitenwände - -24, 25-- gelenkig verbunden sind. Die unteren Teile --26-- der Schmalseitenwände --24, 25-- sind ebenfalls mittels eines nahe dem unteren Ende dieser Teile angreifenden Stelltriebes-10verstellbar, wobei jeweils zwischen der Stellspindel -13-- und dem unteren Teil --26-- jeder Schmalseitenwand --24, 25-- eine Druckmesseinrichtung --14-- vorgesehen ist, die über einen Regelkreis --16-- mit dem Motor --11-- gekoppelt ist.
Die Konizität zwischen den unteren Teilen --26-- der Schmalseitenwände richtet sich, so wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, nach den vom Strang --3-- auf diese unteren Teile - wirkenden Kräften, wobei wieder die Anpresskraft zwischen den unteren Teilen --26-- der Schmalseitenwände und dem Strang auf einem vorbestimmten Wert gehalten werden soll.
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