AT394817B - Verfahren zum erweitern der formhohlraumbreite einer verstellbaren plattenkokille in einer stranggiessanlage - Google Patents

Description

AT 394 817 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erweitern der Formhohlraumbreite einer verstellbaren Plattenkokille in einer Stahlstranggießanlage während eines laufenden Gießvorganges mit ununterbrochenem Stahlzufluß, bei welchem Verfahren wenigstens eine Schmalseite der Kokille während einer ersten Stufe um ihren unteren Endbereich verschwenkt, während einer zweiten Stufe parallel in horizontaler Richtung vom Strang weg verschoben und danach in einer dritten Stufe in eine dem Schrumpfverhalten des Stranges bei der neuen Strangbreite angepaßte Schrägstellung verschwenkt wird.

Es ist bereits ein einschlägiges Verfahren bekannt, bei welchem eine in einen oberen und einen unteren Teil geteilte Schmalseite Verwendung findet Bei einer Breitenänderung wird der obere, nicht benetzte Teil auf das gewünschte Maß verstellt und das Ausziehen des Stahlstranges sowie die Oszilliervorrichtung wird gestoppt. Der Badspiegel steigt bis in den oberen Teil der Kokille an. Nachdem sich eine ausreichende Krustendicke gebildet hat, wobei die Schmelzenzufuhr in die Kokille wenigstens gedrosselt werden muß, wird der untere Teil verstellt und das Ausziehen kann fortgesetzt werden.

Durch das Stoppen der Oszillation muß jedoch ein vermehrtes Kleben der Schmelze an der Kokillenwand in Kauf genommen werden. Als nachteilig wirkt sich vor allem aus, daß durch das Stoppen des Stahlstranges die Abkühlverhältnisse geändert werden, was metallurgisch unerwünscht ist, weil dann eine konstante Qualität über die ganze Stranglänge nicht mehr gewährleistet ist.

Es ist ebenfalls ein Verfahren bekannt (DE-OS 2 550 012), bei dem die Schmalseiten, ohne daß die Schmelzenzufuhr in die Kokille angehalten wird, ganz langsam vom Strang weg horizontal seitlich verschoben werden. Da jedoch eine Spaltbildung zwischen der Strangkruste und den senkrechten Schmalseiten unvermeidbar ist, sind mit Durchbruchgefahr verbundene Ausbauchungen innerhalb des ersten, durch die Kokille gebildeten Längsabschnittes der Strangbahn nicht auszuschließen. Des weiteren hat die langsame Verschiebung einen größeren Zeitaufwand und demzufolge eine größere Übergangsstrecke, d. h. den Längsabschnitt des Gießstranges, innerhalb dessen die Breitenänderung stattgefunden hat, zur Folge.

Folgende Zahlenwerte, einem herkömmlichen Verfahren entnommen, mögen zur Verdeutlichung der Zusammenhänge zwischen Gießgeschwindigkeit, Verschiebegeschwindigkeit der Schmalseite und Größe der Ausbauchung dienen:

Gießgeschwin digkeit Geschwindigkeit des Zurückziehens der Schmalseite der Kokille Größe der Ausbauchung 0.5 m/min 5 mm/min 1 - 2 mm 1.0 m/min 5 mm/min 10 - 15 mm 1.0 m/min 8 mm/min 15-20 mm

Aus DE-OS 2 340 768 ist weiter eine Regelvorrichtung für die automatische Verstellung einer Stranggießkokille bekannt. Zum Erweitern der Formhohlraumbreite ist vorgesehen, wenigstens eine Schmalseite der Kokille während einer ersten Stufe um ihren unteren Endbereich zu verschwenken. Während einer zweiten Stufe wird die Schmalseite parallel in horizontaler Richtung vom Strang weg verschoben und danach in einer dritten Stufe eine dem Schrumpfverhalten des Stranges der neuen Strangbreite angepaßte Schrägstellung verschwenkt Es soll sogar möglich sein, diese Verstellmethode während des laufenden Gießbetriebes vorzunehmen. Ausbauchungen und Durchbrüche sind zu erwarten.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das ein ununterbrochenes Ausziehen des Stranges erlaubt, das Ausbauchungen der weichen Strangkruste über die Kokillenlänge ausschließt, und das einen kleineren Zeitaufwand erfordert

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schmalseite der Kokille während der ersten Stufe um ihren unteren Endbereich vom Strang weg aus der Ausgangsstellung in eine schräge Verschiebestellung, sodann während der zweiten Stufe in dieser schrägen Verschiebestellung horizontal mit einer von der Strangausziehgeschwindigkeit G, der Badspiegelhöhe H in der Kokille und vom Verschwenkweg p in der ersten Stufe nach der Formel G.p ν’ < -

H -2-

AT394 817B abhängigen Verschiebegeschwindigkeit ν' bewegt wird und danach während der dritten Stufe durch Verschwenken um ihren oberen Endbereich aus der Verschiebestellung vom Strang weg in die der neuen Strangbreite angepaßte Schrägstellung gebracht wird.

Dieses Verfahren ermöglicht eine kontinuierliche, stetige Schmelzenzufuhr in die Kokille. Durch die Schrägstellung der Schmalseite ist eine größere Verschiebegeschwindigkeit möglich. Die Schrägstellung ermöglicht ebenfalls ein ständiges Stützen der Strangkruste an der Kokillenwandung, wodurch Ausbauchungen im Kokillenbereich vermieden werden. Das Ausziehen des Gießstranges kann während der Breitenverstellung ungehindert weitergehen, so daß eine konstante Stahlqualität des Gießstranges durch die gleichbleibenden Abkühlverhältnisse erreicht wird. Durch den kleineren Zeitaufwand entsteht nur eine kleine Übergangsstrecke, wodurch der Wirkungsgrad verbessert und die Ausschußquote verringert wird.

Versuche haben eine vorteilhafte Verschiebegeschwindigkeit von 10 mm/min bis 50 mm/min ergeben.

Jede verstellbare Schmalseite hat üblicherweise eine obere und eine untere Verstellspindel. Damit die Antriebsmotoren dieser Spindel nur auf eine Geschwindigkeit ausgelegt werden müssen, was billiger und weniger kompliziert ist, ist es vorteilhaft, die horizontalen Komponenten der Verschwenkgeschwindigkeit des oberen bzw. unteren Endbereiches der Schmalseite gleich der Verschiebegeschwindigkeit zu wählen.

Zur Herabsetzung einer Rißbildungsgefahr und zur besseren Heilung allfälliger Risse ist es weiterhin empfehlenswert, wenn die Verschwenkbewegungen der ersten und der dritten Stufe mit gleichmäßgen Geschwindigkeiten, jedoch jeweils intermittierend ausgeführt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine verstellbare Kokille, die Fig. 2a - 2c eine schematische Darstellung der Veränderung der Strangbreite eines Stahlstranges und Fig. 3 einen Stranglängsabschnitt mit einer Übergangsstrecke.

Fig. 1 zeigt eine verstellbare Kokille mit zwei parallelen Längsseiten (1) in einem festen Rahmen (2). Zwei parallele Schmalseiten (3), das sind Wandteile, die seitlich zwischen einem Paar von anderen Wandteilen bewegbar sind, verlaufen rechtwinklig zu den Längsseiten (1). Gewindespindeln (12,13) verbinden jeweils eine Schmalseite (3) mit einer Verstelleinrichtung (4), beispielsweise einer angetriebenen Mutter. Vor der eigentlichen Verstellung muß zuerst die Fixierung der Schmalseiten (3) in bezug auf die Längsseiten (1) gelockert werden. Dazu werden Spannvorrichtungen (5), Hydraulikzylinder oder Federn, entlastet, und der ferrostatische Druck drückt dann die verstellbare Längsseite (1) gegen Anschläge (6). Es hat sich gezeigt, daß die verstellbare Längsseite (1) maximal über einen Abstand (8) von 0,5 mm verschoben werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß Schmelze zwischen den Längs- und Schmalseiten eindringt.

Fig. 2a zeigt eine erste Stufe, in welcher die Schmalseite (3) aus der gegebenenfalls senkrechten Ausgangsstellung vom Strang weg in eine schräge, strichpunktiert dargestellte Verschiebestellung geschwenkt wird. Die Schwenkachse geht durch die untere, horizontale, am Strang anliegende Kante C der Schmalseite (3). Der Verschwenkweg p, gemäß welchem ein Punkt A am obersten Ende auf der Innenseite der Schmalseite (3) von der Ausgangsstellung in einen Punkt B der Verschiebestellung gelangt, darf wegen der Überlaufgefahr nicht zu groß gewählt werden. Die Verschwenkbewegung A-B wird intermittierend ausgeführt, indem die obere Spindel (12) vorteilhafterweise dreimal gestoppt wird (die untere Spindel (13) steht während der ersten Stufe still), so daß ein Punkt a an der Innenseite der Schmalseite (3) anliegenden oberen Ende der Strangschale (10), der in der Höhe des Badspiegels der Metallschmelze (9) liegt, ohne Gefahr für Rißbildung der Strangschale in eine Lage b gelangen kann. Die Badspiegelhöhe H in der Kokille und die Ausziehgeschwindigkeit G werden nicht geändert. Die lineare Verschwenkgeschwindigkeit v, im wesentlichen horizontal ausgerichtet, soll aus praktischen Erwägungen heraus nicht mehr als 50 mm/min und vorzugsweise 20 mm/min betragen. Während der zweiten Stufe, die in Fig. 2b dargestellt ist, wird die Schmalseite (3) horizontal parallel vom Strang weg verschoben. Dazu werden die beiden Spindeln (12,13) gleichzeitig in Drehung versetzt. Sie sind so lange in Betrieb, bis etwa die gewünschte neue Strangbreite W2, die sich aus der Anfangsbreite W1 und dem Erweiterungswert AW zusammensetzt, erreicht ist. Damit die gesamte benetzte Fläche der Schmalseite (3), im Vertikalschnitt gemäß Fig. 2a durch das Linienstück b-C dargestellt, während dieser zweiten Stufe ständig gestützt wird, d. h. daß die Strangschale (10) ständig an der Schmalseite (3) anliegt, muß die folgende theoretische Beziehung zwischen der Verschie begeschwindigkeit ν' und der Ausziehgeschwindigkeit G eingehalten werden: ν' < G x cot ß, wobei ß der Winkel der Schmalseite (3) in der Verschiebestellung mit der Horizontalen ist Der Wert ν' muß aber, von der Praxis her, bedeutend kleiner gewählt werden, weil andere Faktoren, beispielsweise die Schrumpfung der Strangschale (10), berücksichtigt werden müssen. Der Punkt b verfolgt dann auch keine senkrechte Bahn, sondern bewegt sich wegen der Schrumpfung etwas nach links (Linienstück b-b' in Fig. 2b). Nach einem Verschiebeweg p' der Schmalseite, wobei die Seite D-b' parallel der Seite B-C bleibt, muß der Punkt b' immer noch an der Schmalseite (3) anliegen. Eine Anwendung auf die zweite Stufe, eine kontinuierliche, gleichbleibende Verschiebegeschwindigkeit ν' vorausgesetzt, ergibt: v' p -=-= cotß

G H -3-

Claims (3)

1. AT 394 817 B In der dritten Stufe, die in Fig. 2c gezeigt ist, wird, entgegengesetzt zu der ersten Stufe, den unteren Endbereich der Kokillenschmalseite (3) um den oberen Endbereich in Gegenuhrzeigersinn von der Verschiebestellung D-E in die Endstellung D-F gebracht, wobei die Schrägstellung D-F nicht identisch mit der Stellung A-C zu sein braucht. Die Endstellung kann sogar wieder senkrecht sein. Die Verschwenkbewegung kommt zustande, indem die Spindel (13) gedreht wird, während die Spindel (12) gestoppt ist. Die Spindeln (12, 13) haben nur eine Drehgeschwindigkeit, so daß die horizontale Komponente der Verschwenkge-schwindigkeit v der ersten Stufe, die Verschiebegeschwindigkeit ν', und die horizontale Komponente der Verschwenkgeschwindigkeit v" der dritten Stufe identisch sind. Während eines Versuches, wobei die Ausziehgeschwindigkeit G = 1,0 m/min und die Badspiegelhöhe H = 600 mm war, wurde die anfängliche Strangbreite W1 = 1200 mm um AW = 100 mm auf die neue Strangbreite W2 = 1300 mm erweitert (Fig. 3). In der Vorbereitungsstufe wurde der Spalt (8) auf 0,2 mm gehalten. Die Verschwenkstrecke p war 9 mm und die Geschwindigkeiten v, ν' und v" betrugen 15 mm/min. Für die Breitenverstellung brauchte man 6 min. und 50 sek. und die Übergangsstrecke K betrug 7000 mm. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Erweitern der Formhohlraumbreite einer verstellbaren Plattenkokille in einer Stahlstranggießanlage während eines laufenden Gießvorganges mit ununterbrochenem Stahlzufluß, bei welchem Verfahren wenigstens eine Schmalseite der Kokille während einer ersten Stufe um ihren unteren Endbereich verschwenkt, während einer zweiten Stufe parallel in horizontaler Richtung vom Strang weg verschoben und danach in einer dritten Stufe in eine dem Schrumpfverhalten des Stranges bei der neuen Strangbreite angepaßte Schrägstellung verschwenkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmalseite der Kokille während der ersten Stufe um ihren unteren Endbereich, vom Strang weg aus der Ausgangsstellung in eine schräge Verschiebestellung, sodann während der zweiten Stufe in dieser schrägen Verschiebestellung horizontal mit einer von der Strang-ausziehgeschwindigkeit G, der Badspiegelhöhe H in der Kokille und vom Verschwenkweg p in der ersten Stufe nach der Formel G.p v’<- H abhängigen Verschiebegeschwindigkeit ν' bewegt wird und danach während der dritten Stufe durch Verschwenken um ihren oberen Endbereich aus der Verschiebestellung vom Strang weg in die der neuen Strangbreite angepaßte Schrägstellung gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Komponenten der Ver-schwenkgeschwindigkeiten ν' bzw. v" des oberen bzw. unteren Endbereiches der Schmalseite gleich der Verschiebegeschwindigkeit ν' gewählt weiden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschwenkbewegung der ersten und der dritten Stufe mit gleichmäßigen Geschwindigkeiten, jedoch jeweils intermittierend ausgeführt werden. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-