AT525111A1 - Stirring cast blooms with an oscillating strand stirrer - Google Patents
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Abstract
Rühren bei gegossenen Vorblöcken mit oszillierendem Strangrührer Flüssiger Stahl (1) wird von oben in eine Durchlaufkokille (2) gegossen. Unten wird ein Stahlstrang (3) mit einer bereits erstarrten Strangschale (4) und einem noch flüssigen Kern (5) aus der Durchlaufkokille (2) abgezogen. Der Stahlstrang (3) wird ohne Richtungsänderung von oben in eine Halteeinrichtung (6) eingeführt, in welcher der Stahlstrang (3) während einer Erstarrungszeit verbleibt. In der Erstarrungszeit erstarrt der Stahlstrang (3) nach und nach zu einem Vorblock. Während der Erstarrungszeit wird der flüssige Kern (5) mittels eines Strangrührers (9) gerührt. Weiterhin wird der Strangrührer (9) während der Erstarrungszeit mit einem Oszillationshub (h) oszillierend zwischen einem oberen und einem unteren Umkehrpunkt (P1, P2) verfahren.Stirring cast blooms with an oscillating strand stirrer Liquid steel (1) is poured into a continuous mold (2) from above. At the bottom, a steel strand (3) with an already solidified strand shell (4) and a core (5) that is still liquid is withdrawn from the continuous mold (2). The steel strand (3) is introduced from above into a holding device (6) without changing direction, in which the steel strand (3) remains during a solidification time. During the solidification time, the steel strand (3) gradually solidifies into a bloom. During the solidification time, the liquid core (5) is stirred using a strand stirrer (9). Furthermore, the strand stirrer (9) is moved during the solidification time with an oscillation stroke (h) oscillating between an upper and a lower reversal point (P1, P2).
Description
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Bezeichnung der Erfindung designation of the invention
Rühren bei gegossenen Vorblöcken mit oszillierendem Strang-Stirring of cast blooms with oscillating strand
rührer stirrer
Gebiet der Technik field of technology
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Herstellungsver-The present invention is based on a manufacturing process
fahren für einen Vorblock, drive for an advance block,
- wobei flüssiger Stahl von oben in eine Durchlaufkokille gegossen wird, unten ein Stahlstrang mit einer bereits erstarrten Strangschale und einem noch flüssigen Kern aus der Durchlaufkokille abgezogen wird und der Stahlstrang mit der bereits erstarrten Strangschale und dem noch flüssigen Kern ohne Richtungsänderung von oben in eine Halteeinrichtung eingeführt wird, in welcher der Stahlstrang während einer Erstarrungszeit, in welcher der Stahlstrang nach und nach erstarrt, verbleibt, - wherein liquid steel is poured from above into a continuous mold, a steel strand with an already solidified strand shell and a still liquid core is drawn from the continuous mold below and the steel strand with the already solidified strand shell and the still liquid core is drawn from above into a holding device without changing direction is introduced, in which the steel strand remains during a solidification period in which the steel strand gradually solidifies,
- wobei der flüssige Kern während der Erstarrungszeit mittels - wherein the liquid core during the solidification time means
eines Strangrührers gerührt wird. a strand stirrer is stirred.
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einem Steuerprogramm, das Maschinencode aufweist, der von einer Steuereinrichtung einer Stranggießmaschine zum Herstellen eines Vorblocks abarbeitbar ist, wobei die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung einen Strangrührer einer Halteeinrichtung, in welcher ein eine bereits erstarrte Strangschale und einen noch flüssigen Kern aufweisender Stahlstrang während einer Erstarrungszeit nach und nach zu dem Vorblock erstarrt, derart ansteuert, dass während der Erstarrungszeit der flüssige The present invention is also based on a control program that has machine code that can be processed by a control device of a continuous casting machine to produce a billet, the processing of the machine code by the control device causing the control device to activate a strand stirrer of a holding device in which a one already solidified strand shell and a still liquid core exhibiting steel strand during a solidification time gradually solidified to the billet, controlled in such a way that during the solidification time the liquid
Kern mittels des Strangrührers gerührt wird. Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer Steu-core is stirred by means of the strand stirrer. The present invention is also based on a control
ereinrichtung einer Stranggießmaschine zum Herstellen eines erection of a continuous casting machine for the production of a
Vorblocks, wobei die Steuereinrichtung mit einem derartigen Vorblocks, wherein the control device with such
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Computerprogramm programmiert ist, so dass sie im Betrieb einen Strangrührer einer Halteeinrichtung, in welcher ein eine bereits erstarrte Strangschale und einen noch flüssigen Kern aufweisender Stahlstrang während einer Erstarrungszeit nach und nach zu dem Vorblock erstarrt, derart ansteuert, dass während der Erstarrungszeit der flüssige Kern mittels des computer program is programmed so that during operation it controls a strand stirrer of a holding device, in which a steel strand, which has an already solidified strand shell and a still liquid core, gradually solidifies to form the bloom during a solidification time, in such a way that during the solidification time the liquid core is agitated by means of of
Strangrührers gerührt wird. Strand stirrer is stirred.
Die vorliegende Erfindung geht weiterhin aus von einer The present invention is also based on a
Stranggießmaschine zum Herstellen eines Vorblocks, continuous casting machine for producing a billet,
- wobei die Stranggießmaschine eine Durchlaufkokille aufweist, in die von oben flüssiger Stahl gegossen wird und aus der unten ein Stahlstrang mit einer bereits erstarrten Strangschale und einem noch flüssigen Kern abgezogen wird, - wherein the continuous casting machine has a continuous mold into which liquid steel is poured from above and from which a steel strand with an already solidified strand shell and a still liquid core is drawn off at the bottom,
- wobei die Stranggießmaschine unterhalb der Durchlaufkokille eine Halteeinrichtung aufweist, in welche der Stahlstrang mit der bereits erstarrten Strangschale und dem noch flüssigen Kern ohne Richtungsänderung von oben eingeführt wird und in welcher der Stahlstrang während einer Erstarrungszeit, in welcher der Stahlstrang nach und nach zu dem Vorblock erstarrt, verbleibt, - wherein the continuous casting machine has a holding device below the continuous mold, into which the steel strand with the already solidified strand shell and the still liquid core is introduced from above without changing direction and in which the steel strand during a solidification time, in which the steel strand gradually to the bloom frozen, remains
- wobei die Halteeinrichtung einen vertikal entlang des Stahlstrangs verfahrbaren Strangrührer aufweist, mittels dessen der flüssige Kern während der Erstarrungszeit gerührt wird, - wherein the holding device has a strand stirrer which can be moved vertically along the steel strand and by means of which the liquid core is stirred during the solidification time,
- wobei die Stranggießmaschine eine Steuereinrichtung auf-- wherein the continuous casting machine has a control device
weist, von der zumindest der Strangrührer gesteuert wird. has, of which at least the strand stirrer is controlled.
Stand der Technik State of the art
Derartige Herstellungsverfahren sind allgemein bekannt. Rein beispielhaft kann auf die WO 2015/079 071 A2, auf die WO 2018 192 903 Al und auf die EP 3 251 773 Bl verwiesen werden. In diesen Schriften sind Herstellungsverfahren der oben genannten Art detailliert erläutert. Such manufacturing processes are generally known. Purely by way of example, reference can be made to WO 2015/079 071 A2, to WO 2018 192 903 A1 and to EP 3 251 773 B1. Manufacturing processes of the type mentioned above are explained in detail in these publications.
Stranggießmaschinen mit Strangrührern sind allgemein bekannt. Continuous casting machines with strand stirrers are well known.
Mittels der Strangrührer wird die Innenqualität des gegosse-Using the strand stirrer, the internal quality of the cast
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nen Stranges verbessert. Insbesondere können Zentrumsseige-a strand improved. In particular, center
rungen verringert werden. be reduced.
Bei kontinuierlich arbeitenden Stranggießanlagen sind meist mehrere Strangrührer vorhanden. So ist beispielsweise oftmals ein Kokillenrührer vorhanden, der die noch flüssige Schmelze bereits in der Durchlaufkokille rührt. Auch nach dem Austreten aus der Durchlaufkokille erfolgt oftmals an einer Stelle oder an mehreren Stellen ein Rühren. In Gießrichtung gesehen ist der letzte Strangrührer meist in der Nähe des Ortes der Stranggießmaschine angeordnet, an der sich die Sumpfspitze des gegossenen Stahlstranges ausbildet. Die Strangrührer sind meist ortsfest angeordnet, d.h. in Gießrichtung gesehen nicht In the case of continuous casting plants, there are usually several strand stirrers. For example, there is often a mold stirrer that stirs the still liquid melt in the continuous mold. Even after exiting the continuous mold, stirring often takes place at one point or at several points. Seen in the direction of casting, the last strand stirrer is usually arranged in the vicinity of the location of the continuous casting machine where the bottom tip of the cast steel strand forms. The strand stirrers are usually stationary, i.e. not in the casting direction
verfahrbar oder nur geringfügig verfahrbar. movable or only slightly movable.
Auch bei semi-kontinuierlich arbeitenden Stranggießanlagen, wie sie typischerweise zum Gießen von Vorblöcken verwendet werden, sind oftmals Strangrührer vorhanden. Im Gegensatz zu kontinuierlich arbeitenden Stranggießanlagen sind jedoch Ausgestaltungen bekannt, bei denen nur ein einzelner Strangrührer vorhanden ist, der in Gießrichtung verfahrbar ist. Dies ist auch in den eingangs genannten Patentdokumenten so erläutert. Strand stirrers are also often present in semi-continuous continuous casting installations, such as are typically used for casting blooms. In contrast to continuous casting plants, however, configurations are known in which there is only a single strand stirrer that can be moved in the casting direction. This is also explained in the patent documents mentioned at the outset.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the Invention
Trotz der Verwendung von Strangrührern auch bei semi-kontinuierlich arbeitenden Stranggießanlagen treten bei den hiermit Despite the use of strand stirrers in semi-continuous continuous casting plants,
gegossenen Vorblöcken noch Zentrumsseigerungen auf. cast blooms still center segregation.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer die Zentrumsseigerungen auf einfache und zuverlässige Weise stärker als im Stand der The object of the present invention is to create ways by which the center segregations in a simple and reliable way stronger than in the prior
Technik verringert werden können. technology can be reduced.
Die Aufgabe wird durch ein Herstellungsverfahren mit den The task is through a manufacturing process with the
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltun-Features of claim 1 solved. Advantageous configuration
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gen des Herstellungsverfahrens sind Gegenstand der abhängigen of the manufacturing process are the subject of the dependent
Ansprüche 2 bis 11. Claims 2 to 11.
Erfindungsgemäß wird ein Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass der Strangrührer According to the invention, a manufacturing process of the type mentioned is designed in that the strand stirrer
während der Erstarrungszeit mit einem Oszillationshub oszillierend zwischen einem oberen und einem unteren Umkehrpunkt during the solidification time with an oscillation stroke oscillating between an upper and a lower reversal point
verfahren wird. will proceed.
Durch diese Oszillation kann mittels eines einzigen Strangrührers über die gesamte Länge des gegossenen Stahlstrangs eine effiziente Vermeidung von Zentrumsseigerungen erfolgen. Der Strangrührer kann hierbei sowohl die Funktion eines typischen Strangrührers im engeren Sinne (d.h. eines Rührers, der den Stahlstrang in einem Bereich rührt, in dem die Strangschale noch relativ dünn ist) als auch eines Finalrührers (d.h. eines Rührers, der den Stahlstrang im Bereich der Sumpfspitze rührt) gleichzeitig realisieren. Ein einzelner Rührer übernimmt somit Funktionen, die üblicherweise mit zwei Through this oscillation, center segregation can be efficiently avoided over the entire length of the cast steel strand by means of a single strand stirrer. The strand stirrer can function both as a typical strand stirrer in the narrower sense (i.e. a stirrer that stirs the steel strand in an area where the strand shell is still relatively thin) and as a final stirrer (i.e. a stirrer that stirs the steel strand in the area of the sump tip stirs) at the same time. A single stirrer thus takes on functions that are usually associated with two
Rührern realisiert werden. stirrers can be realized.
In einer einfachen Ausgestaltung ist der obere Umkehrpunkt fix. Insbesondere kann der obere Umkehrpunkt von der Lage einer Oberkante des vollständig gegossenen Stahlstrangs einen vorbestimmten Abstand aufweisen, beispielsweise mit der Oberkante des vollständig gegossenen Stahlstrangs übereinstimmen oder bis zu ca. 30 cm unter der Oberkante liegen oder gering-In a simple embodiment, the upper reversal point is fixed. In particular, the upper reversal point can have a predetermined distance from the position of an upper edge of the completely cast steel strand, for example coincide with the upper edge of the completely cast steel strand or be up to approx. 30 cm below the upper edge or slightly
fügig über der Oberkante liegen. easily lie above the upper edge.
Vorzugsweise ist der obere Umkehrpunkt jedoch variabel. In diesem Fall kann die Lage des oberen Umkehrpunktes insbesondere an das Erstarrungsverhalten des Stahlstrangs angepasst werden. Beispielsweise kann zu diesem Zweck der obere Umkehrpunkt in Abhängigkeit von einem oberen Ort oder in Abhängigkeit von einem unteren Ort bestimmt werden. Der obere Ort ist in diesem Fall derjenige Ort entlang des gegossenen Stahlstrangs in der Haltevorrichtung, an dem die Liquidus-Tempera-However, the upper reversal point is preferably variable. In this case, the position of the upper reversal point can be adapted in particular to the solidification behavior of the steel strand. For example, for this purpose the upper reversal point can be determined as a function of an upper location or as a function of a lower location. The upper location in this case is that location along the cast steel strand in the fixture where the liquidus tempera-
tur herrscht. In analoger Weise ist der untere Ort derjenige ture prevails. In an analogous way, the lower place is the one
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Ort entlang des gegossenen Stahlstrangs in der Haltevorrichtung, an dem die Solidus-Temperatur herrscht. Bei dieser Vorgehensweise wandert der obere Umkehrpunkt während der Erstarrungszeit zunächst - nämlich beim Einführen des Stahlstrangs in die Halteeinrichtung - nach unten und sodann allmählich nach oben. Der obere Umkehrpunkt kann beispielsweise derart bestimmt werden, dass er um eine vorbestimmte Distanz oberhalb des oberen Ortes oder um eine vorbestimmte Distanz ober-Location along the cast steel strand in the fixture where the solidus temperature prevails. With this procedure, the upper reversal point first moves down during the solidification time—namely when the steel strand is inserted into the holding device—and then gradually up. The top dead center can be determined, for example, in such a way that it is a predetermined distance above the upper location or a predetermined distance above
halb des unteren Ortes angeordnet ist. half of the lower place is arranged.
In völlig analoger Weise ist in einer einfachen Ausgestaltung der untere Umkehrpunkt fix. Insbesondere kann der untere Umkehrpunkt von der Lage einer Unterkante des vollständig gegossenen Stahlstrangs einen vorbestimmten Abstand aufweisen, beispielsweise mit der Unterkante des vollständig gegossenen Stahlstrangs übereinstimmen oder bis zu ca. 30 cm über der Unterkante liegen oder geringfügig unter der Unterkante lLie-In a completely analogous manner, the lower reversal point is fixed in a simple embodiment. In particular, the lower reversal point can have a predetermined distance from the position of a lower edge of the completely cast steel strand, for example coincide with the lower edge of the completely cast steel strand or be up to approx. 30 cm above the lower edge or slightly below the lower edge lLie-
gen. gene.
Ebenso in völlig analoger Weise ist vorzugsweise auch der untere Umkehrpunkt variabel. In diesem Fall kann auch die Lage des unteren Umkehrpunktes insbesondere an das Erstarrungsverhalten des Stahlstrangs angepasst werden. Beispielsweise kann zu diesem Zweck der untere Umkehrpunkt in Abhängigkeit von dem oberen Ort oder in Abhängigkeit von dem unteren Ort bestimmt werden. Bei dieser Vorgehensweise wandert - wieder völlig analog zum oberen Umkehrpunkt - der untere Umkehrpunkt während der Erstarrungszeit zunächst nach unten und sodann allmählich nach oben. Der untere Umkehrpunkt kann beispielsweise derart bestimmt werden, dass er um eine vorbestimmte Distanz oberhalb oder unterhalb des oberen Ortes oder um eine vorbestimmte Distanz oberhalb oder unterhalb des unteren Or-The lower reversal point is also preferably variable in a completely analogous manner. In this case, the position of the lower reversal point can also be adapted in particular to the solidification behavior of the steel strand. For example, for this purpose, the lower reversal point can be determined as a function of the upper location or as a function of the lower location. With this procedure - again completely analogous to the upper reversal point - the lower reversal point first moves downwards and then gradually upwards during the solidification time. The bottom reversal point can be determined, for example, in such a way that it is a predetermined distance above or below the upper location or a predetermined distance above or below the lower location.
tes angeordnet ist. tes is arranged.
Die Lage des oberen und des unteren Umkehrpunktes können insbesondere derart aufeinander abgestimmt sein, dass einerseits der obere Umkehrpunkt bei einer Oberkante des vollständig ge-The position of the upper and lower reversal point can in particular be matched to one another in such a way that, on the one hand, the upper reversal point is at an upper edge of the completely
gossenen Stahlstrangs oder darunter liegt und andererseits, cast steel strand or below and on the other hand,
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solange der Abstand des unteren Umkehrpunkts von der Oberkante des vollständig gegossenen Stahlstrangs mindestens so groß wie ein fester Nennhub ist, der obere Umkehrpunkt in Abhängigkeit vom unteren Umkehrpunkt derart bestimmt wird, dass der Oszillationshub gleich dem festen Nennhub ist. Wenn und solange der untere Umkehrpunkt hingegen um weniger als den festen Nennhub von der Oberkante beabstandet ist, wird der obere Umkehrpunkt gleich der Oberkante des Stahlstrangs gesetzt. Der letztgenannte Fall kann sowohl während des Einführens des Stahlstrangs in die Halteeinrichtung als auch bei vollständig in die Halteeinrichtung eingeführtem Stahlstrang auftreten. Durch die entsprechende Abstimmung des oberen und des unteren Umkehrpunktes aufeinander wird die Effizienz beim as long as the distance between the bottom dead center and the upper edge of the completely cast steel strand is at least as large as a fixed nominal lift, the top dead center is determined as a function of the bottom dead center in such a way that the oscillation lift is equal to the fixed nominal lift. On the other hand, if and as long as the bottom dead center is less than the fixed nominal stroke away from the top edge, the top dead center is set equal to the top edge of the steel strand. The latter case can occur both during the introduction of the steel strand into the holding device and when the steel strand has been completely introduced into the holding device. By appropriately coordinating the upper and lower reversal points, efficiency is increased
Rühren optimiert. Stirring optimized.
Der obere Ort und/oder der untere Ort können nach Bedarf bestimmt werden. Beispielsweise können der obere Ort und/oder der untere Ort als Funktionen der Zeit ab Gießbeginn oder ab Gießende bestimmt sein. Diese Vorgehensweise ist relativ einfach zu implementieren. Bevorzugt ist jedoch, dass der obere Ort und/oder der untere Ort mittels eines thermodynamischen Modells des Stahlstrangs ermittelt werden. Dadurch erfolgt eine verbesserte Bestimmung des oberen Ortes und/oder des un-The upper location and/or the lower location can be determined as required. For example, the top location and/or the bottom location may be determined as a function of time from the start of pouring or from the end of pouring. This approach is relatively easy to implement. However, it is preferable for the upper location and/or the lower location to be determined using a thermodynamic model of the steel strand. This results in an improved determination of the upper location and/or the lower
teren Ortes. other place.
In aller Regel ist der Strangrührer als elektromagnetische Rührspule ausgebildet, die mit mindestens einem Wechselstrom gespeist wird. Vorzugsweise wird der mindestens eine Wechselstrom während des Oszillierens des Strangrührers in Abhängigkeit von der aktuellen Position des Strangrührers variiert. Es können nach Bedarf Stromstärken, Frequenzen, Phasenlagen und andere den mindestens einen Wechselstrom charakterisie-As a rule, the strand stirrer is designed as an electromagnetic stirring coil that is fed with at least one alternating current. The at least one alternating current is preferably varied during the oscillation of the strand stirrer as a function of the current position of the strand stirrer. Current strengths, frequencies, phase angles and others can characterize the at least one alternating current as required.
rende Größen variiert werden. sizes can be varied.
Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Steuerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Erfindungsgemäß bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrich-The object is also achieved by a control program with the features of claim 12. According to the invention, the processing of the machine code by the control device
tung, dass die Steuereinrichtung den Strangrührer derart an-tion that the control device activates the strand stirrer
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steuert, dass während der Erstarrungszeit zusätzlich der Strangrührer mit einem Oszillationshub oszillierend zwischen controls that during the solidification time, the strand stirrer also oscillates with an oscillation stroke between
einem oberen und einem unteren Umkehrpunkt verfahren wird. an upper and a lower reversal point is traversed.
Vorzugsweise bewirkt die Abarbeitung des Maschinencodes durch die Steuereinrichtung sogar, dass die Steuereinrichtung mindestens eine der vorstehend in Verbindung mit dem Herstellungsverfahren erläuterten vorteilhaften Betriebsweisen des Preferably, the processing of the machine code by the control device even causes the control device to carry out at least one of the advantageous operating modes of the device explained above in connection with the production method
Strangrührers realisiert. strand stirrer realized.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Erfindungsgemäß ist The object is also achieved by a control device having the features of claim 14. According to the invention
die Steuereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Steuerprogramm programmiert, so dass die Steuereinrichtung den Stran-programmed the control device with a control program according to the invention, so that the control device
grührer so wie obenstehend erläutert ansteuert. stirrer as explained above.
Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Stranggießmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Erfindungsgemäß ist bei einer Stranggießmaschine der eingangs genannten Art die Steuereinrichtung als erfindungsgemäße Steuereinrichtung ausgebildet, so dass der Strangrührer während der Erstarrungszeit mit einem Oszillationshub oszillierend zwischen einem The object is also achieved by a continuous casting machine having the features of claim 15. According to the invention, the control device is designed as a control device according to the invention in a continuous casting machine of the type mentioned, so that the strand stirrer during the solidification time with an oscillating oscillating between a
oberen und einem unteren Umkehrpunkt verfahren wird. upper and a lower reversal point is moved.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert The properties, features and advantages of this invention described above, and the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings
werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung: will. This shows in a schematic representation:
FIG 1 bis 5 verschiedene Zustände während des Gießens eines Stahlstrangs, 1 to 5 different states during the casting of a steel strand,
FIG 6 ein Zeitdiagramm, 6 shows a timing diagram,
FIG 7 bis 9 Längsschnitte durch verschiedene Abschnitte 7 to 9 longitudinal sections through various sections
eines gegossenen Stahlstrangs, a cast steel strand,
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FIG 10 ein Blockschaltbild und FIG 11 bis 14 Zeitdiagramme. 10 shows a block diagram and FIGS. 11 to 14 show timing diagrams.
Beschreibung der Ausführungsformen Description of the embodiments
Um einen Vorblock (engl.: bloom) herzustellen, wird gemäß den FIG 1 bis 5 flüssiger Stahl 1 von oben in eine Durchlaufkokille 2 einer Stranggießmaschine gegossen und unten ein Stahlstrang 3 aus der Durchlaufkokille 2 abgezogen. Der Stahlstrang 3 weist oftmals einen großen Querschnitt auf, beispielsweise im Falle eines kreisförmigen Querschnitts einen Durchmesser von 600 mm und mehr, teilweise bis zu über 1000 mm. Aufgrund der relativ geringen Erstarrungsgeschwindigkeit weist der Stahlstrang 3 - siehe insbesondere FIG 7 eine bereits erstarrte Strangschale 4 und einen noch flüssigen Kern 5 auf. In diesem Zustand - also mit der bereits erstarrten Strangschale 4 und dem noch flüssigen Kern 5 - wird der Stahlstrang 3 von oben in eine Halteeinrichtung 6 der Stranggießmaschine eingeführt. Die Halteeinrichtung 6 wird im Stand der Technik oftmals als Tertiärkühlung bezeichnet. Die Halteeinrichtung 6 ist unterhalb der Durchlaufkokille 2 angeordnet. Das Einführen des Stahlstrangs 3 in die Halteeinrichtung 6 erfolgt damit gegenüber dem Ausziehen aus der Durch-In order to produce a bloom, according to FIGS. 1 to 5, liquid steel 1 is poured from above into a continuous mold 2 of a continuous casting machine and a steel strand 3 is drawn from the continuous mold 2 below. The steel strand 3 often has a large cross section, for example in the case of a circular cross section a diameter of 600 mm and more, sometimes up to over 1000 mm. Due to the relatively low rate of solidification, the steel strand 3--see in particular FIG. 7--has an already solidified strand shell 4 and a core 5 that is still liquid. In this state--that is, with the strand shell 4 already solidified and the core 5 still liquid--the steel strand 3 is introduced from above into a holding device 6 of the continuous casting machine. The holding device 6 is often referred to as tertiary cooling in the prior art. The holding device 6 is arranged below the continuous mold 2 . The insertion of the steel strand 3 into the holding device 6 is thus carried out in contrast to the pulling out of the
laufkokille 2 ohne Richtungsänderung. barrel mold 2 without changing direction.
Die FIG 1 bis 5 zeigen verschiedene Phasen des Gießprozesses. 1 to 5 show different phases of the casting process.
In der Darstellung von FIG 1 hat das Gießen gerade begonnen. Ein Strangkopf 7 eines Kaltstranges befindet sich noch in der Durchlaufkokille 2 und dichtet diese an ihrer Unterseite ab. In der Darstellung von FIG 2 hat der Strangkopf 7 eine Sekundärkühlzone der Stranggießmaschine gerade passiert. In der Sekundärkühlzone wird der Stahlstrang 3 mittels Strangführungsrollen aus der Durchlaufkokille 2 abgezogen und gestützt. Weiterhin wird der Stahlstrang 3 in der Sekundärkühlzone mittels Kühldüsen gekühlt. Der Strangkopf 7 ist bei der Darstellung von FIG 2 gerade in die Halteeinrichtung 6 einge-In the representation of FIG 1, casting has just begun. A strand head 7 of a dummy strand is still in the continuous mold 2 and seals it on its underside. In the illustration in FIG. 2, the strand head 7 has just passed through a secondary cooling zone of the continuous casting machine. In the secondary cooling zone, the steel strand 3 is withdrawn from the continuous mold 2 and supported by strand guide rollers. Furthermore, the steel strand 3 is cooled in the secondary cooling zone by means of cooling nozzles. In the representation of FIG. 2, the strand head 7 has just been inserted into the holding device 6.
treten. step.
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In der Darstellung von FIG 3 ist das Zuführen des flüssigen Stahls 1 soeben beendet worden. Der Strangkopf 7 befindet sich zu diesem Zeitpunkt zwar in der Halteeinrichtung 6, hat aber noch nicht deren Boden erreicht. Der Stahlstrang 3 selbst hat hingegen nunmehr seine vollständige Länge 1 erreicht. Sie liegt in der Regel im Bereich zwischen 10 m und 20 m. In the illustration in FIG. 3, the feeding of the liquid steel 1 has just been completed. The strand head 7 is at this point in time in the holding device 6, but has not yet reached the bottom. The steel strand 3 itself, on the other hand, has now reached its full length 1 . It is usually in the range between 10 m and 20 m.
In der Darstellung von FIG 4 wird der Stahlstrang 3 weiter aus der Durchlaufkokille 2 ausgezogen. In der Darstellung von FIG 5 hat der Strangkopf 7 den Boden der Halteeinrichtung 6 erreicht. Eine Oberkante 8 des Stahlstrangs 3 schließt in der Regel bündig oder nahezu bündig mit einer Oberkante der Hal-In the illustration in FIG. 4, the steel strand 3 is pulled further out of the continuous mold 2 . In the illustration in FIG. 5, the strand head 7 has reached the bottom of the holding device 6. An upper edge 8 of the steel strand 3 usually closes flush or almost flush with an upper edge of the half
teeinrichtung 6 ab. tea facility 6 off.
Bezüglich der weiteren Details beim Gießen des Stahlstrangs 3 wird auf den Stand der Technik verwiesen, beispielsweise auf die bereits erwähnte EP 3 251 773 BL. With regard to the further details when casting the steel strand 3, reference is made to the prior art, for example to the already mentioned EP 3 251 773 BL.
FIG 6 zeigt in einer durchgezogenen Linie den Ort der Sumpfspitze als Funktion der Zeit t. Als Sumpfspitze kann beispielsweise ein oberer Ort O1 (siehe FIG 10) angesehen werden, an dem im Zentrum des Stahlstrangs 3 die LiquidusTemperatur TL herrscht. Alternativ kann als Sumpfspitze ein unterer Ort 02 (siehe ebenfalls FIG 10) angesehen werden, an dem im Zentrum des Stahlstrangs 3 die Solidus-Temperatur TS FIG. 6 shows the location of the sump tip as a function of time t in a solid line. For example, an upper location O1 (see FIG. 10), at which the liquidus temperature TL prevails in the center of the steel strand 3, can be regarded as the sump tip. Alternatively, a lower location 02 (also see FIG. 10) can be regarded as the sump tip, at which in the center of the steel strand 3 the solidus temperature TS
herrscht. reigns.
Zu einem Zeitpunkt tl (vergleiche FIG 1) wird mit dem Gießen des Stahlstrangs 3 begonnen. Ein Fußpunkt des Stahlstrangs 3 befindet sich daher noch oberhalb der Haltevorrichtung 6. Die Sumpfspitze bildet sich gerade aus. Im weiteren Verlauf wandert der Fußpunkt des Stahlstrangs 3 entsprechend dem Ausziehen des Stahlstrangs 3 aus der Durchlaufkokille 2 nach unten. Die Sumpfspitze liegt ein Stück oberhalb des Fußpunktes des Stahlstrangs 3. Zu einem Zeitpunkt t2 (vergleiche FIG 3) wird das Zuführen des flüssigen Stahls 1 zur Durchlaufkokille 2 The casting of the steel strand 3 begins at a point in time t1 (compare FIG. 1). A base point of the steel strand 3 is therefore still above the holding device 6. The sump tip forms straight. In the further course, the base point of the steel strand 3 migrates downwards in accordance with the withdrawal of the steel strand 3 from the continuous mold 2 . The sump tip is a little above the base of the steel strand 3. At a point in time t2 (see FIG. 3), the liquid steel 1 is fed to the continuous mold 2
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beendet. Zum Zeitpunkt t2 wandert der Fußpunkt des Stahlstrangs 3 weiter nach unten, hat also noch nicht seine tiefste Stelle erreicht. Die Sumpfspitze ist relativ zum Fußpunkt in der Zwischenzeit ein kleines Stück nach oben gewandert. Zu einem Zeitpunkt t3 (vergleiche FIG 5) hat der Strangkopf 7 und damit auch der Fußpunkt des Stahlstrangs 3 seine tiefste Stelle erreicht. Die Sumpfspitze ist relativ zum Fußpunkt in der Zwischenzeit wieder ein kleines Stück nach oben gewandert. Sie befindet sich aber tief in der Halteeinrichtung 6. Im weiteren Verlauf wandert die Sumpfspitze allmählich nach oben, bis sie zu einem Zeitpunkt t4 die Oberkante 8 des Stahlstrangs 3 erreicht. Erst zum Zeitpunkt t4 ist der Stahlstrang 3 zu dem Vorblock erstarrt. Mindestens bis zum Zeitpunkt t4 (in der Regel sogar darüber hinaus) verbleibt der Stahlstrang 3 in der Halteeinrichtung 6. Über die gesamte Länge des Stahlstrangs 3 nimmt die Dicke der Strangschale 4 Jedoch allmählich zu, so dass die Sumpfspitze nach oben wandert. completed. At time t2, the base of the steel strand 3 moves further down, ie has not yet reached its lowest point. In the meantime, the top of the swamp has moved up a little bit relative to the base. At a point in time t3 (compare FIG. 5), the strand head 7 and thus also the base point of the steel strand 3 has reached its lowest point. In the meantime, the top of the swamp has moved up a little bit relative to the base. However, it is located deep in the holding device 6. In the further course, the sump tip gradually migrates upwards until it reaches the upper edge 8 of the steel strand 3 at a point in time t4. Only at time t4 has the steel strand 3 solidified to form the bloom. The steel strand 3 remains in the holding device 6 at least up to time t4 (usually even beyond that). However, the thickness of the strand shell 4 gradually increases over the entire length of the steel strand 3, so that the sump tip moves upwards.
Als Erstarrungszeit kann nach Bedarf die Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten tl und t4 oder zwischen den Zeitpunkten t3 und t4 angesehen werden. Unabhängig davon, ob die eine oder die andere Festlegung getroffen wird, liegt die Erstarrungszeit in der Regel im Bereich etlicher Stunden, beispielsweise zwischen 5 Stunden und 15 Stunden, meist bei 10 Stunden und mehr. Als Gießzeit kann nach Bedarf die Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten tl und t2 oder zwischen den Zeitpunkten t1 und t3 angesehen werden. Unabhängig davon, ob die eine oder die andere Festlegung getroffen wird, ist die Gießzeit erheblich kürzer als die Erstarrungszeit. In der Regel liegt die Gießzeit bei maximal 3 Stunden, oftmals im Bereich von ca. 1 Stunde. The period of time between the times t1 and t4 or between the times t3 and t4 can be regarded as the solidification time, as required. Irrespective of whether one or the other specification is made, the solidification time is generally in the range of a number of hours, for example between 5 hours and 15 hours, usually 10 hours and more. If required, the time span between the times t1 and t2 or between the times t1 and t3 can be regarded as the pouring time. Irrespective of whether one or the other specification is made, the pouring time is considerably shorter than the solidification time. As a rule, the casting time is a maximum of 3 hours, often in the range of approx. 1 hour.
Auch während der Stahlstrang 3 sich in der Haltevorrichtung 6 befindet, weist der Stahlstrang 3 somit noch die Strangschale 4 und den flüssigen Kern 5 auf. Die FIG 7 bis 9 zeigen jeweils einen Querschnitt durch den Stahlstrang 3 unmittelbar Even while the steel strand 3 is in the holding device 6 , the steel strand 3 still has the strand shell 4 and the liquid core 5 . FIGS. 7 to 9 each show a cross section through the steel strand 3 directly
nach dem vollständigen Einführen in die Halteeinrichtung 6. after complete insertion into the holding device 6.
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FIG 7 zeigt einen Querschnitt im oberen Bereich des Stahlstrangs 3, FIG 8 einen Querschnitt im mittleren Bereich des Stahlstrangs 3. FIG 9 zeigt einen Querschnitt im Bereich der 7 shows a cross section in the upper area of the steel strand 3, FIG. 8 shows a cross section in the central area of the steel strand 3. FIG. 9 shows a cross section in the area of the
Sumpfspitze des Stahlstrangs 3. Sump tip of steel strand 3.
Während der Erstarrungszeit wird der flüssige Kern 5 mittels eines Strangrührers 9 der Halteeinrichtung 6 gerührt. Der Strangrührer 9 ist nur in FIG 8 dargestellt. Der Strangrührer 9 ist, wie in FIG 8 durch einen Doppelpfeil angedeutet ist, mittels eines Antriebs 10 vertikal entlang des Stahlstrangs 3 verfahrbar. Der Antrieb 10 kann als Hydraulikzylinder ausgebildet sein. Es sind aber auch andere Ausgestaltungen mög-During the solidification time, the liquid core 5 is stirred by means of a strand stirrer 9 of the holding device 6. The strand stirrer 9 is only shown in FIG. As indicated by a double arrow in FIG. 8, the strand stirrer 9 can be moved vertically along the steel strand 3 by means of a drive 10 . The drive 10 can be designed as a hydraulic cylinder. However, other configurations are also possible
lich, insbesondere als elektrischer Antrieb. Lich, especially as an electric drive.
Der Strangrührer 9 wird gemäß FIG 10 von einer Steuereinrichtung 11 der Stranggießmaschine gesteuert. Gegebenenfalls können von der Steuereinrichtung 11 auch weitere Komponenten der Stranggießmaschine gesteuert werden, beispielsweise die Zuführung des flüssigen Stahls 1 in die Durchlaufkokille 2, das Abziehen des Stahlstrangs 3 aus der Durchlaufkokille 2 und dass hiermit gekoppelte Einführen in die Halteeinrichtung 6 sowie verschiedene Kühlungen beispielsweise der Durchlaufkokille 2 sowie des Stahlstrangs 3 in der Sekundärkühlzone und der Halteeinrichtung 6. Die Steuereinrichtung 11 ist mit einem Steuerprogramm 12 programmiert. Das Steuerprogramm 12 umfasst Maschinencode 13, der von der Steuereinrichtung 11 abarbeitbar ist. Die Abarbeitung des Maschinencodes 13 durch die Steuereinrichtung 11 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 11 den Strangrührer 9 auf eine Art und Weise ansteuert, die According to FIG. 10, the strand stirrer 9 is controlled by a control device 11 of the continuous casting machine. If necessary, other components of the continuous casting machine can also be controlled by the control device 11, for example the feeding of the liquid steel 1 into the continuous mold 2, the withdrawal of the steel strand 3 from the continuous mold 2 and the associated insertion into the holding device 6 as well as various cooling systems, for example the continuous mold 2 and the steel strand 3 in the secondary cooling zone and the holding device 6. The control device 11 is programmed with a control program 12. The control program 12 includes machine code 13 which can be processed by the control device 11 . The processing of the machine code 13 by the control device 11 causes the control device 11 to control the strand stirrer 9 in a manner which
nachfolgend näher erläutert wird. is explained in more detail below.
Zum einen wird der flüssige Kern 5 mittels des Strangrührers 9 während der Erstarrungszeit gerührt. Insbesondere im Falle der üblichen Ausgestaltung des Strangrührers 9, bei welcher On the one hand, the liquid core 5 is stirred by means of the strand stirrer 9 during the solidification time. Especially in the case of the usual design of the strand stirrer 9, in which
der Strangrührer 9 als elektromagnetische Rührspule ausgebildet ist, wird die Rührspule gemäß FIG 9 mit mindestens einem Wechselstrom I gespeist. Die weitere Ausgestaltung kann nach the strand stirrer 9 is designed as an electromagnetic stirring coil, the stirring coil is fed with at least one alternating current I according to FIG. The further configuration can
Bedarf sein. Vorteilhafte Ausgestaltungen einer Rührspule, be need. Advantageous configurations of a stirring coil,
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mittels derer der flüssige Kern 5 auf verschiedene Art und Weise gerührt werden kann, sind beispielsweise in der WO 2017/162 418 Al näher erläutert. Die genaue Art und Weise, auf welche der flüssige Kern 5 gerührt wird, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung von untergeordneter Bedeutung. Entscheidend ist lediglich, dass die genaue Einwirkung auf den flüssigen Kern 5 durch den Wechselstrom I (beispielsweise dessen Stromstärke, dessen Frequenz und im Falle mehrerer Phasen des Wechselstroms I von Phasenbeziehungen der Phasen by means of which the liquid core 5 can be stirred in various ways are explained in more detail in WO 2017/162 418 A1, for example. The precise manner in which the liquid core 5 is stirred is of secondary importance within the scope of the present invention. The only decisive factor is that the exact effect on the liquid core 5 by the alternating current I (for example its current strength, its frequency and, in the case of several phases of the alternating current I, of phase relationships of the phases
zueinander) bestimmt ist. to each other) is determined.
Zum anderen - und das ist der Kerngegenstand der vorliegenden Erfindung und wird in Verbindung mit den FIG 11 bis 14 erläutert - wird der Strangrührer 9 während der Erstarrungszeit mit einem Oszillationshub h oszillierend zwischen einem oberen Umkehrpunkt Pl und einem unteren Umkehrpunkt P2 verfahren. Zu diesem Zweck wird dem Antrieb 10 ein Positionswert p vorgegeben. Der Positionswert p ist zeitabhängig entsprechend On the other hand - and this is the main subject of the present invention and is explained in connection with FIGS. 11 to 14 - the strand stirrer 9 is moved during the solidification time with an oscillation stroke h oscillating between an upper reversal point P1 and a lower reversal point P2. For this purpose, the drive 10 is given a position value p. The position value p is time-dependent accordingly
der gewünschten Oszillation. the desired oscillation.
In Verbindung mit den FIG 11 bis 14 werden nachstehend mögliche Oszillationen des Strangrührers 9 näher erläutert. Die FIG 11 bis 14 gehen aus von FIG 6. Possible oscillations of the strand stirrer 9 are explained in more detail below in connection with FIGS. FIG 11 to 14 are based on FIG 6.
In der Darstellung gemäß FIG 11 sind sowohl der obere Umkehrpunkt Pl als auch der untere Umkehrpunkt P2 fix. Demzufolge erfolgt eine Oszillation mit einem einheitlichen, zeitlich konstanten Oszillationshub h. Die Frequenz der Oszillation kann ebenfalls konstant sein. Sie kann aber auch zeitlich variiert werden. Weiterhin kann die Oszillation nach Bedarf sinusförmig oder nicht sinusförmig sein. Eine nicht sinusförmige Bewegung kann beispielsweise vorliegen, wenn der Oszillationshub h und/oder die Oszillationsfrequenz relativ groß ist (insbesondere das Produkt einen Grenzwert übersteigt), so dass der Strangrührer 9 bei einer sinusförmigen Bewegung im Mittelbereich zwischen dem oberen und dem unteren Umkehrpunkt Pl, P2 mit einer Geschwindigkeit verfahren werden müsste, die In the representation according to FIG. 11, both the upper reversal point P1 and the lower reversal point P2 are fixed. As a result, there is an oscillation with a uniform, time-constant oscillation swing h. The frequency of the oscillation can also be constant. However, it can also be varied over time. Furthermore, the oscillation can be sinusoidal or non-sinusoidal as required. A non-sinusoidal movement can exist, for example, if the oscillation stroke h and/or the oscillation frequency is relatively large (in particular the product exceeds a limit value), so that the strand stirrer 9 with a sinusoidal movement in the central area between the upper and lower reversal points P1, P2 would have to be moved at a speed that
von dem Antrieb 10 nicht mehr erreicht werden kann. Aus dem can no longer be reached by the drive 10. From the
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gleichen Grund kann es auch möglich sein, dass eine im Bereich des oberen und/unteren Umkehrpunktes Pl, P2 bei einer sinusförmigen Oszillation erforderliche Beschleunigung nicht mehr erreicht werden kann. Es sind aber auch andere Gründe für eine nicht sinusförmige Bewegung des Strangrührers 9 möglich. Sofern gewünscht, kann weiterhin der mindestens eine Wechselstrom I während des Oszillierens des Strangrührers 9 in Abhängigkeit von der aktuellen Position p des Strangrüh-For the same reason, it may also be possible that an acceleration required in the area of the upper and/or lower reversal point P1, P2 for a sinusoidal oscillation can no longer be achieved. However, other reasons for a non-sinusoidal movement of the strand stirrer 9 are also possible. If desired, the at least one alternating current I can continue to flow while the strand stirrer 9 is oscillating, depending on the current position p of the strand stirrer.
rers 9 variiert werden. rers 9 can be varied.
Der obere Umkehrpunkt Pl kann insbesondere von der Lage der Oberkante 8 des vollständig gegossenen Stahlstrangs 3 einen vorbestimmten Abstand al aufweisen. Der Abstand al liegt üblicherweise im Bereich unter 100 cm. Der Abstand al kann nach Bedarf positiv oder negativ sein. In analoger Weise kann der untere Umkehrpunkt P2 insbesondere von der Lage einer Unterkante des vollständig gegossenen Stahlstrangs 3 einen vorbestimmten Abstand a2 aufweisen. Der Abstand a2 liegt üblicherweise ebenfalls im Bereich unter 100 cm. Der Abstand a2 kann ebenfalls nach Bedarf positiv oder negativ sein. Die Lage der Unterkante des vollständig gegossenen Stahlstrangs 3 stimmt The upper reversal point Pl can in particular have a predetermined distance al from the position of the upper edge 8 of the completely cast steel strand 3 . The distance al is usually in the range of less than 100 cm. The distance a1 can be positive or negative as required. In an analogous manner, the lower reversal point P2 can have a predetermined distance a2, in particular from the position of a lower edge of the completely cast steel strand 3. The distance a2 is usually also in the range of less than 100 cm. The distance a2 can also be positive or negative as required. The position of the lower edge of the fully cast steel strand 3 is correct
mit dem Ort des Strangkopfes 7 überein. with the location of the strand head 7 coincide.
In der Darstellung gemäß FIG 12 ist der obere Umkehrpunkt P1 fix. Bezüglich der genauen Lage des oberen Umkehrpunktes P1 sind die Ausführungen zu FIG 11 in analoger Weise anwendbar. Der untere Umkehrpunkt P2 hingegen ist variabel. Insbesondere wird der untere Umkehrpunkt P2 bei FIG 12 in Abhängigkeit von dem oberen Ort O1 bestimmt. Beispielsweise kann der untere Umkehrpunkt P2 derart bestimmt werden, dass er mit dem oberen Ort O1 übereinstimmt oder von dem oberen Ort O1 einen vorbestimmten Abstand nach oben oder unten aufweist. Alternativ kann der untere Umkehrpunkt P2 in Abhängigkeit von dem unteren Ort 02 bestimmt werden. In diesem Fall wird der untere Umkehrpunkt P2 in der Regel derart bestimmt werden, dass er oberhalb des unteren Ortes 02 liegt und von dem unteren Ort 02 einen vorbestimmten Abstand aufweist. Aufgrund des Um-In the representation according to FIG. 12, the upper reversal point P1 is fixed. With regard to the exact position of the upper reversal point P1, the statements relating to FIG. 11 can be applied in an analogous manner. The lower reversal point P2, on the other hand, is variable. In particular, the bottom reversal point P2 in FIG. 12 is determined as a function of the top location O1. For example, the bottom reversal point P2 can be determined such that it coincides with the top location O1 or has a predetermined distance above or below the top location O1. Alternatively, the lower reversal point P2 can be determined as a function of the lower location 02. In this case, the lower reversal point P2 is generally determined in such a way that it lies above the lower location 02 and is at a predetermined distance from the lower location 02. Due to the
stands, dass der obere Umkehrpunkt Pl zwar fix ist, der unte-states that the upper reversal point Pl is fixed, the lower
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re Umkehrpunkt P2 jedoch variabel, erfolgt eine Oszillation mit einem zeitlich variierenden Oszillationshub h. Die Ausführungen zu FIG 11 zur Frequenz der Oszillation und der Form der Oszillation sowie der möglichen Variation des Wechsel-re reversal point P2 is variable, however, there is an oscillation with a time-varying oscillation stroke h. The comments on FIG. 11 on the frequency of the oscillation and the form of the oscillation as well as the possible variation of the alternating
stroms I gelten auch für FIG 12, current I also apply to FIG 12,
Zur Bestimmung des oberen Ortes 01 und/oder des unteren Ortes 02 implementiert die Steuereinrichtung 11 gemäß FIG 10 vorzugsweise ein thermodynamisches Modell 14 des Stahlstrangs 3. Mittels des thermodynamischen Modells 14 wird das Temperaturund Erstarrungsverhalten des Stahlstrangs 3 von der Steuereinrichtung 11 auf Basis einer Wärmeleitungsgleichung und einer Phasenumwandlungsgleichung online modelliert. Zumindest die Wärmeleitungsgleichung ist eine Differenzialgleichung. Oftmals gilt dies auch für die Phasenumwandlungsgleichung. Die Wärmeleitungsgleichung und die Phasenumwandlungsgleichung sind miteinander gekoppelt und werden iterativ gelöst. Das Modell 14 ist zweidimensional oder dreidimensional. Entspre-In order to determine the upper location 01 and/or the lower location 02, the control device 11 preferably implements a thermodynamic model 14 of the steel strand 3 according to FIG a phase transformation equation modeled online. At least the heat conduction equation is a differential equation. This often applies to the phase change equation as well. The heat conduction equation and the phase change equation are coupled and are solved iteratively. The model 14 is two-dimensional or three-dimensional. corresponding
chende Modelle sind Fachleuten allgemein bekannt. Appropriate models are well known to those skilled in the art.
In der Darstellung gemäß FIG 13 sind sowohl der obere Umkehrpunkt Pl als auch der untere Umkehrpunkt P2 variabel. Insbesondere wird der untere Umkehrpunkt P2 bei FIG 13 - ebenso wie bei FIG 12 - in Abhängigkeit von dem oberen Ort O1 bestimmt. Alternativ kann der untere Umkehrpunkt P2 in Abhängigkeit von dem unteren Ort 02 bestimmt werden. Die entsprechenden Ausführungen zu FIG 12 sind in analoger Weise anwendbar. Für den oberen Umkehrpunkt Pl können völlig analoge Vorgehensweise ergriffen werden. Die Bestimmung muss lediglich derart erfolgen, dass der obere Umkehrpunkt P1 oberhalb des unteren Umkehrpunktes P2 liegt. Die Ausführungen zu FIG 11 zur Frequenz der Oszillation und der Form der Oszillation sowie der möglichen Variation des Wechselstroms I gelten auch für FIG 13. In the representation according to FIG. 13, both the upper reversal point P1 and the lower reversal point P2 are variable. In particular, the lower reversal point P2 in FIG. 13—as in FIG. 12—is determined as a function of the upper location O1. Alternatively, the lower reversal point P2 can be determined as a function of the lower location 02. The corresponding explanations for FIG. 12 can be applied in an analogous manner. A completely analogous procedure can be taken for the upper reversal point Pl. The determination only has to be made in such a way that the upper reversal point P1 is above the lower reversal point P2. The comments on FIG. 11 on the frequency of the oscillation and the form of the oscillation as well as the possible variation of the alternating current I also apply to FIG. 13.
Die in Verbindung mit FIG 13 erläuterte Ausgestaltung, bei The configuration explained in connection with FIG
welcher sowohl der obere Umkehrpunkt Pl als auch der untere which both the upper reversal point Pl and the lower
Umkehrpunkt P2 variabel sind, ist besonders bevorzugt. Im Reversal point P2 are variable is particularly preferred. in the
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Rahmen dieser Ausgestaltung ist es insbesondere möglich, dass zunächst der untere Umkehrpunkt P2 bestimmt wird und sodann (sofern möglich) der obere Umkehrpunkt P1 in Abhängigkeit von dem unteren Umkehrpunkt P2 derart bestimmt wird, dass der Oszillationshub h gleich einem festen Nennhub hN ist, also konstant ist. Diese Bestimmung ist möglich, solange der Abstand des unteren Umkehrpunkts P2 von der Oberkante 8 des vollständig gegossenen Stahlstrangs 3 mindestens so groß wie der Nennhub hN ist. Wenn hingegen der untere Umkehrpunkt P2 um weniger als den festen Nennhub hN von der Oberkante 8 beabstandet ist, wird der obere Umkehrpunkt P1 gleich der Oberkante 8 des Stahlstrangs 3 gesetzt. Dieser Zustand tritt zum einen kurzzeitig zwischen den Zeitpunkten tl und t2 auf, während also der Stahlstrang 3 in die Halteeinrichtung 6 eingeführt wird. Zum anderen tritt dieser Zustand kurz vor dem Zeitpunkt t4 auf. Während dieser beiden Zeiträume ist daher der Oszillationshub h kleiner als der Nennhub hN. Within the scope of this configuration, it is possible, in particular, for the bottom dead center P2 to be determined first and then (if possible) for the top dead center P1 to be determined as a function of the bottom dead center P2 in such a way that the oscillation stroke h is equal to a fixed nominal stroke hN, i.e. constant is. This determination is possible as long as the distance between the lower reversal point P2 and the upper edge 8 of the completely cast steel strand 3 is at least as great as the nominal stroke hN. If, on the other hand, the lower reversal point P2 is spaced less than the fixed nominal stroke hN from the upper edge 8 , the upper reversal point P1 is set equal to the upper edge 8 of the steel strand 3 . On the one hand, this state occurs briefly between times t1 and t2, while the steel strand 3 is being introduced into the holding device 6. On the other hand, this state occurs shortly before time t4. Therefore, during these two periods, the oscillation amplitude h is smaller than the nominal amplitude hN.
FIG 14 zeigt eine weitere Ausgestaltung, bei welcher sowohl der obere Umkehrpunkt P1l als auch der untere Umkehrpunkt P2 variabel sind. Der untere Umkehrpunkt P2 als solcher und auch der obere Umkehrpunkt Pl als solcher sind in FIG 14 zwar nicht eingezeichnet. Stattdessen ist jedoch die Position p FIG. 14 shows a further embodiment in which both the upper reversal point P11 and the lower reversal point P2 are variable. The lower reversal point P2 as such and also the upper reversal point P1 as such are not shown in FIG. Instead, however, the position p
des Strangrührers 9 als Funktion der Zeit t eingezeichnet. of the strand stirrer 9 as a function of time t.
Im Rahmen der Ausgestaltung gemäß FIG 14 verharrt der untere Umkehrpunkt P2 auf einem oberen Niveau Nl, bis der Stahlstrang 3 in nennenswertem Umfang in die Halteeinrichtung 6 eingeführt ist. Danach wird der untere Umkehrpunkt P2 allmählich abgesenkt, bis er ein unteres Niveau N2 erreicht. Er kann während des Absenkens insbesondere dem Einführen des Stahlstrangs 3 in die Halteeinrichtung 6 folgen. Danach verharrt der untere Umkehrpunkt P2 für einige Zeit auf dem unteren Niveau N2. Während eines kurzen Zeitraums wird der untere Umkehrpunkt P2 unter das untere Niveau N2 abgesenkt und sodann allmählich auf das obere Niveau N1 angehoben. Das obere In the context of the configuration according to FIG. 14, the lower reversal point P2 remains at an upper level N1 until the steel strand 3 has been introduced into the holding device 6 to a significant extent. Thereafter, the bottom dead center P2 is gradually lowered until it reaches a lower level N2. In particular, he can follow the introduction of the steel strand 3 into the holding device 6 during the lowering. After that, the lower reversal point P2 remains at the lower level N2 for some time. During a short period of time, the bottom dead center P2 is lowered below the lower level N2 and then gradually raised to the upper level N1. The top
Niveau N1 wird vorzugsweise zum Zeitpunkt t4 erreicht. Im Level N1 is preferably reached at time t4. in the
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Rahmen der Ausgestaltung gemäß FIG 14 oszilliert der Stran-Within the scope of the configuration according to FIG. 14, the strand
grührer 9 vorzugsweise stets mit dem Nennhub nH. stirrer 9 preferably always with the nominal stroke nH.
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere sind im Stand der Technik meist mehrere Strangrührer 9 vorhanden, die jeweils nur einen Teilbereich des gegossenen Stahlstrangs 3 abdecken. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann hingegen ein und derselbe Strangrührer 9 über die gesamte Länge 1 bzw. zumindest über fast die gesamte Länge 1 des Stahlstrangs 3 ein Rühren des flüssigen Kerns 5 bewirken. Dennoch kann eine sehr hohe Qualität des Stahlstrangs 3 ins-The present invention has many advantages. In particular, there are usually several strand stirrers 9 in the prior art, each of which only covers a portion of the cast steel strand 3 . In the context of the present invention, on the other hand, one and the same strand stirrer 9 can stir the liquid core 5 over the entire length 1 or at least over almost the entire length 1 of the steel strand 3 . Nevertheless, a very high quality of the steel strand 3 can
besondere in dessen Innenbereich erreicht werden. can be achieved especially in its interior.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Varianten können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu ver-Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples and other variants can be derived therefrom by a person skilled in the art without violating the scope of protection of the invention.
lassen. to let.
17 Bezugszeichenliste 1 flüssiger Stahl 2 Durchlaufkokille 3 Stahlstrang 4 Strangschale 5 flüssiger Kern 6 Halteeinrichtung 7 Strangkopf 8 Oberkante des Stahlstrangs 9 Strangrührer 10 Antrieb 11 Steuereinrichtung 12 Steuerprogramm 13 Maschinencode 14 Modell al, a2 Abstände h Oszillationshub hN Nennhub 1 Länge des Stahlstrangs I Wechselstrom N1 oberes Niveau N2 unteres Niveau p Positionswert o1 oberer Ort 02 unterer Ort P1 oberer Umkehrpunkt P2 unterer Umkehrpunkt t Zeit TL Liquidus-Temperatur TS Solidus-Temperatur 17 List of reference symbols 1 liquid steel 2 continuous mold 3 steel strand 4 strand shell 5 liquid core 6 holding device 7 strand head 8 upper edge of the steel strand 9 strand stirrer 10 drive 11 control device 12 control program 13 machine code 14 model al, a2 distances h oscillation stroke hN nominal stroke 1 length of the steel strand I alternating current N1 upper Level N2 lower level p position value o1 upper location 02 lower location P1 upper reversal point P2 lower reversal point t time TL liquidus temperature TS solidus temperature
tl bis t4 Zeitpunkte tl to t4 time points
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