CH633464A5 - Strangfuehrungsbahn mit elektromagnetischer ruehreinrichtung in einer stahlstranggiessanlage. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrilft eine Strangführungsbahn mit elektromagnetischer Rühreinrichtung in einer Stahlstranggiessanlage, wobei entlang der Strangführungsbahn eine Stützführung angeordnet und ausserhalb der Stützführung mindestens ein Rührer vorgesehen ist, der mittels elektromagnetischer Wanderfelder turbulente Strömungen im Sumpf erzeugt.

Zur Verbesserung der Innenbeschaffenheit des gegossenen Stranges ist es bekannt, den flüssigen Strangkern mit Hilfe elektromagnetischer Rührer durch Wanderfelder in umlaufende Bewegung zu versetzen. Hierdurch kann die Kernseigerung vermindert und gleichzeitig anstelle der transkristallinen Erstarrung mindestens teilweise eine Vergrös-serung der globulitischen Erstarrungszone erreicht werden.

Es ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher mindestens zwei Rührer auf einer Strangseite in Strangoberflächennähe einander nachfolgend angeordnet sind und in oder entgegen der Giessrichtung Wanderfelder in den Strang induzieren. Die Leistung der Rührer kann veränderlich gewählt werden. Zwischen den Rührern und der Strangoberfläche ist ein relativ kleiner Luftspalt vorgesehen, so dass die Wanderfelder mit geringen Verlusten auf den gegossenen Strang einwirken können. Zum Giessen von Brammen ist aber eine solche Anordnung der Rührer nicht geeignet, weil der Strang auf der gesamten Rührerlänge nicht abstützbar ist. Dies führt zu schädlichen Ausbauchungen und zu Rissen in der Strangkruste und kann auch Durchbrüche verursachen.

In einer weiteren bekannten Vorrichtung zum elektromagnetischen Rühren des Sumpfes werden entlang der Strangführungsbahn Führungsrollen angeordnet und ausserhalb der Führungsrollen ist ein Rührer vorgesehen. Die Führungsrollen sind dabei aus nichtmagnetischem Material hergestellt. Mit dieser Einrichtung ist es möglich, Brammenstränge zu rühren, bei denen keine schädlichen Ausbauchungen der Strangkruste auftreten. Durch die zwischen dem Rührer und der Strangoberfläche angeordnete Rollenführung ergibt sich ein entsprechend grosser Luftspalt zwischen Rührer und Strangoberfläche und daraus resultierende Leistungsverluste. Um im Strang eine wirksame Rührwirkung zu erreichen, ist der Rührer in bezug auf Grösse und Leistung entsprechend anzupassen. Im weiteren zeigt diese Literatur keine Lösung der Frage, wie beim Giessen von Brammen mit grossen Breitenunterschieden im Strang eine for-matangepasste optimale Rührwirkung mit entsprechender Qualitätsverbesserung erreicht werden kann. Auch die Anpassung der Wanderfelder im Zusammenhang mit einem wahlweisen Giessen von Brammen oder zwei Vorblöcken innerhalb der gleichen Strangführung wird in dieser Literatur nicht behandelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu beseitigen und ein Strangführungsgerüst mit elektromagnetischer Rühreinrichtung für eine Stranggiess-anlage zu schaffen, die auf wirtschaftliche Weise Brammen mit grossen Breitenunterschieden oder wahlweise mehrere Vorblöcke giessen kann. Im weiteren soll die Erfindung durch verfahrensmässige Massnahmen eine optimale Rührwirkung im Strang ermöglichen, um die Strangqualität zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass Abstützungen zwischen der über die Breite mindestens dreifach abgestützten Stützführung und einer die Stützführung tragenden Traverse angeordnet sind und zwischen diesen Abstützungen jeweils mindestens ein Rührerelement mit mindestens einem Phasenanschluss vorgesehen ist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung erlaubt den Bau eines Stützführungsgerüstes mit elektromagnetischer Rühreinrichtung für Stranggiessanlagen mit hoher Wirtschaftlichkeit sowohl in bezug auf Anlagekosten als auch in bezug auf Betriebskosten. Die Verwendung mehrerer Abstützungen über die Breite der Stützführung erlaubt eine entsprechend kleine Dimensionierung der Dicke der Stützführung bzw. des Rollendurchmessers, wodurch der Rührer in einem kleinen Abstand zur Strangoberfläche angeordnet werden kann. Dies erlaubt einerseits einen Einbau von leistungsschwächeren, kostengünstigeren Rührern und anderseits eine Ersparnis an Energiekosten. Im weiteren ermöglicht die erfindungsgemäss gestaltete Stützführung keine Rollenabstände, wodurch schädliche Ausbauchungen und Risse in der Strangkruste sowie Durchbrüche, auch bei grossen Brammenbreiten,

nicht auftreten können. Zusätzlich können die erfindungsgemäss mit Rührern versehenen Strangführungsabschnitte wegen ihrer geringen Bauhöhe wie übliche Strangführungsseg-mente gebaut und mittels bekannter Segmentwechseleinrichtungen leicht ein- und ausbaubar angeordnet werden. Als weiterer wesentlicher Vorteil erlaubt die Anordnung mehrerer Rührer bzw. Rührerelemente über die Breitseite der Stützführung mittels entsprechender Schalteinrichtungen eine wahlweise Inbetriebsetzung der einzelnen Wanderfelder bzw. eine wahlweise Bestimmung einer der beiden möglichen

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Wanderfeldrichtungen und ermöglicht dadurch eine optimale Anpassung der Wanderfelder an Brammen unterschiedlicher Breite oder an Zwillingsguss. Dadurch ist die Erzeugung einer optimalen turbulenten Strömung im flüssigen Kern des Stranges mit entsprechend vorteilhafter Gefügeausbildung erreichbar.

Es können platten- oder gitterförmige Stützführungen sowie Stützrollen verwendet werden. Je nach Lage des Rührers zum Badspiegel sind die genannten Stützführungen mehr oder weniger vorteilhaft einsetzbar. Im kokillennahen Bereich empfiehlt die Erfindung eine als Gleitführung, wie Platte oder Gitter, ausgebildete Stützführung.

In Bereichen mit höherem ferrostatischen Druck im flüssigen Kern ist es zweckmässig, als Stützführung mindestens dreifach gelagerte Führungsrollen zu verwenden, wobei die Abstützungen als Abstützsäulen die Rollenlager tragen.

Wenn es die Anlage aus platz- und metallurgischen Gründen erlaubt, werden die Rührerelemente so angeordnet, dass im Strang eine turbulente Strömung quer zur Stranglängsrichtung erzeugt wird. Bei Zwillingsguss von schmalen Brammen oder von Vorblöcken kann es von Vorteil sein, wenn zwischen den Abstützsäulen mindestens ein in Stranglängsrichtung turbulente Strömungen erzeugender Rührer vorgesehen ist. Als weitere vorteilhafte Lösung sind auch drehbar angeordnete Rührer denkbar, um Wanderfelder mit jeder beliebigen Richtung in den Sumpf des Stranges einleiten zu können.

Eine optimale Kombination zwischen Anzahl und Grösse der Rollenlager je Rolle, einem vorteilhaften Rollendurchmesser und einer vielseitigen Auswahl von Schaltvarianten der Wanderfelder sowie der einzelnen Wanderfeldstärken ist erreichbar, wenn vierfach gelagerte Rollen vorgesehen sind und zwischen den Abstützsäulen des Rollenmittelteils zwei Rührer und zwischen jeder dieser Abstützsäulen und der benachbarten Abstützsäule eines Rollenendteiles ein Rührer angeordnet ist.

Für jede mehrfach unterteilte Rolle kann eine eigene Traverse vorgesehen werden. Aus Kostengründen ist es vielfach vorteilhaft, wenn die Traverse die Abstützsäulen von mehreren Rollen trägt.

Im nachfolgenden werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Teil einer schematisch dargestellten Strang-giessanlage,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine mit Rührern versehene Strangführung mit Stützrollen,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine mit Rührern versehene Strangführung mit Kühlplatten,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine mit Rührern versehene Strangführung mit Stützrollen und

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine mit Rührern versehene Strangführung mit Kühlgitter.

In Fig. 1 ist einer Durchlaufkokille 2 eine Stützführung 3 einer Senkrecht-Anlage nachgeordnet. Die Stützführung kann auch gebogene Form aufweisen. Sprühdüsen 4 deuten die Sekundärkühleinrichtung an. Ausserhalb der Stützführung 3 ist ein Rührer 5 zum elektromagnetischen Rühren des Sumpfes 7 in einem teilweise erstarrten Strang 8 dargestellt. Die aus Rollen bestehende Stützführung 3 führt den Strang 8 und stützt den auf die Strangschale wirkenden ferrostatischen Druck des Sumpfes 7 ab. Im Bereich des Wanderfeldes zwischen dem Rührer 5 und der Strangoberfläche sind Rollen 6 aus nichtmagnetischem Material, beispielsweise rostfreiem Stahl, angeordnet.

In Fig. 2 ist ein Segment 9 der Stützführung 3 auf der einen Strangbahn mit mehrfach unterteilten Rollen 10 und auf der andern Strangbahn mit durchgehenden Rollen 11 ausgerüstet. Die über die Breite des Segmentes 9 vierfach gelagerten Rollen 10 sind über als Rollenlager ausgebildete Stützführungslager 12 und Abstützungen 13 in Form von Stützsäulen auf einer Traverse 14 abgestützt. Zwischen den Abstützungen 13 ist mindestens ein Rührerelement 15 vorgesehen. Die Rührerelemente 15 stellen Teile eines Rührers dar und können nur einen Phasenanschluss oder mehrere Phasenanschlüsse aufweisen. Die Segmentteile der beiden Führungsbahnen werden durch hydraulische Zylinder 17 gegen Anschläge 18 zusammengespannt. Solche mit mindestens einem Rollenpaar versehene Strangführungsteile, die bei Bogenanlagen Segmente genannt werden, sind mittels bekannter Segmentwechseleinrichtungen leicht aus der Strangführung entfern- und wieder einsetzbar.

Die Rührer bzw. die Rührerelemente 15 erzeugen im Strang 20 in Stranglängsrichtung turbulente Strömungen, wobei für den Strang 20 alle vier Rührer 15 und für einen strichpunktiert dargestellten Strang 20' nur die beiden mittleren Rührer 15 in Betrieb gesetzt werden. Die vierfach gelagerte Rolle 10 erlaubt zwischen den Abstützsäulen 13' des Rollenmittelteils die Anordnung von zwei Rührern und zwischen den Abstützsäulen 13', 13 der beiden Rollenendteile je einen Rührer 15. Die Traverse 14 kann die Abstützsäulen 13, 13' von mehreren Rollen tragen.

In Fig. 3 ist das Segment 9 als Gleitführung 22 in Form einer Stütz- und Kühlplatte ausgebildet. Diese Gleitführung 22 ist über die Breite des Segmentes 9 dreifach gelagert, wobei Abstützungen 23 zwischen der Gleitführung 22 und einer Traverse 24 vorgesehen sind. Wird eine Bramme 28 gegossen, so können, wie in der Figur dargestellt, beide Rührer 25 Wanderfelder mit unterschiedlicher Richtung erzeugen. Auf der einen Seite der Mittelachse 26 der Breitseite des Segmentes 9 kann beispielsweise in Strangausziehrichtung und auf der andern Seite der Mittelachse 26 entgegen der Strangausziehrichtung eine turbulente Strömung im Strang 28 erzeugt werden. Die beiden Rührer 25 können aber auch entgegen der Strangausziehrichtung wirkende, gleichgerichtete Schubkräfte erzeugen, wenn beispielsweise die beiden strichpunktiert eingezeichneten Vorblöcke 27 gegossen werden.

In Fig. 4 ist ein ähnliches Segment 9 wie in Fig. 2 dargestellt. Unterschiede bestehen darin, dass Stützführungsrollen 30 fünffach mittels Abstützungen 31 auf einer Traverse 32 gelagert sind. Die mit 34 dargestellten Rührer bzw. Rührerelemente erzeugen eine turbulente Strömung quer zur Stranglängsrichtung. Die Rührer 34 können auch in diesem Beispiel als mindestens zweiphasige Rührer oder als einphasige Rührerelemente zusammen mit benachbarten Rührerelementen als Rühreinrichtung wirken.

In Fig. 5 ist ein weiteres Beispiel eines Segments 9 mit einer Gleitführung 40 in der Form eines Kühlgitters dargestellt. Die Kühlgitter sind mit üblichen Sprühkühleinrichtungen 41 versehen. Das Kühlgitter ist über Abstützungen 43 auf einer Traverse 44 gelagert. Rührer 45,45' erzeugen ein Wanderfeld quer zur Stranglängsrichtung. Durch Pfeile 46 ist die Wanderfeldrichtung dargestellt, wobei die Pfeillängen ein Mass für unterschiedliche Schubkraft innerhalb eines Wanderfeldes darstellen. Diese unterschiedliche Schubkraft kann durch unterschiedliche elektrische Baufschlagung der Phasen erzeugt werden. Der mittlere Rührer 45' kann aus einem zweiphasigen Rührer und die Rührer 45 aus je einem einphasigen Rührerelement bestehen, wobei bei breiten Brammen der Rührer 45' und die beiden Rührerelemente 45 als ein Rührer zusammenwirken. Als eine Variantlösung kann es auch vorteilhaft sein, wenn die drei Rührer 45,45' mindestens zweiphasig sind.

Die in den Figuren gezeigten Rührer 5,15, 25, 34 und 45 können durch entsprechende Schalteinrichtungen wahlweise ein- und ausgeschaltet werden. Zusätzlich kann wahlweise die eine der beiden möglichen Wanderfeldrichtungen ge-

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nungs- und Schaltvariationen ermöglichen eine Vielzahl in-

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1. Strangführungsbahn mit elektromagnetischer Rühreinrichtung in einer Stahlstranggiessanlage, wobei entlang einer Strangführungsbahn eine Stützführung angeordnet und ausserhalb der Stützführung mindestens ein Rührer vorgesehen ist, der mittels elektromagnetischer Wanderfelder turbulente Strömungen im Sumpf erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass Abstützungen (13, 13', 23, 31, 43) zwischen der über die Breite mindestens dreifach abgestützten Stützführung (3) und einer die Stützführung (3) tragenden Traverse (14,24, 32,44) angeordnet sind und zwischen diesen AbStützungen (13,13', 23, 31,43) jeweils mindestens ein Rührerelement (5,15, 25, 34,45) mit mindestens einem Phasenanschluss vorgesehen ist.

2. Strangführungsbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührerelemente (34,45) eine turbulente Strömung quer zur Stranglängsrichtung erzeugen.

3. Strangführungsbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Abstützungen (13,23) mindestens ein in Stranglängsrichtung turbulente Strömungen erzeugender Rührer (15,25) vorgesehen ist.

4. Strangführungsbahn nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützführung (3) aus mindestens dreifach gelagerten Führungsrollen (10, 30) besteht und die Abstützungen (13,13', 31) als Abstützsäulen die Rollenlager (12) tragen.

5. Strangführungsbahn nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützführung (3) als Gleitführung (22,40) ausgebildet ist.

6. Strangführungsbahn nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass vierfach gelagerte Rollen (10) vorgesehen sind und dass zwischen den Abstützsäulen (13') des Rollenmittelteils zwei Rührer (15) und zwischen jeder dieser Abstützsäulen (13') und der benachbarten Abstützsäule (13) eines Rollenendteiles ein Rührer (15) angeordnet ist.

7. Strangführungsbahn nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Traverse (14) die Abstützsäulen (13,13') von mehreren Rollen (10) trägt.