DE10057037A1 - Process for the continuous casting of metals, especially steel comprises treating the casting sump using an electromagnetic field, and changing the relative position - Google Patents
Process for the continuous casting of metals, especially steel comprises treating the casting sump using an electromagnetic field, and changing the relative positionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, in eine gekühlte, oszillierende Stranggießkokil le, in der der Gießsumpf einer Behandlung durch das elektromagnetische Feld einer Rührspule unterzogen wird, wobei das Magnetfeld, das die Schmelzenteile umrührt, nahe am Gießstrang, in bzw. unterhalb der Stranggießkokille, erzeugt wird.The invention relates to a method and a device for the continuous casting of Metals, especially steel, in a cooled, oscillating continuous casting mold le, in the pouring sump treatment by the electromagnetic field is subjected to a stirring coil, the magnetic field that the melt parts stirred, close to the casting strand, in or below the continuous casting mold, generated becomes.
Das elektromagnetische Rühren dient im Gießstrang nach der Stranggießkokille zur Verbesserung und/oder zur Beeinflussung der Mitten-Seigerungen und der Oberflächenqualität des Gießproduktes. Bei Blockanlagen und Knüppelanlagen wird die Rührspule in vielen Fällen im Bereich der Strangführung unterhalb der Stranggießkokille angeordnet. Hierdurch ist die Rührspule an eine feste mechani sche Position gebunden. Dementsprechend entsteht ein magnetisches Feld mit der Ausbreitung und Rückführung der Feldlinien im Raum.Electromagnetic stirring is used in the casting line after the continuous casting mold to improve and / or influence the middle segregations and the Surface quality of the cast product. For block systems and billet systems the stirring coil is in many cases in the area of the strand guide below the Continuous casting mold arranged. As a result, the stirring coil is attached to a fixed mechani tied position. Accordingly, a magnetic field is created the spread and return of the field lines in space.
Eine variable Rührposition längs der Strangführung wäre für eine optimale Rühr wirkung in Abhängigkeit der wechselnden Prozess-Parameter wünschenswert. Dafür bietet sich eine Änderung der Position der Rührspule an. Eine Verschiebung der Rührspulen-Position während des Gießbetriebes, aufgrund von Änderungen der Prozess-Parameter, erfordert einen sehr hohen Konstruktionsaufwand. Hierzu gehören hydraulische und/oder elektrische Stellglieder und deren Schaltungen. Eine solche Gestaltung der Verschieblichkeit der Rührspule ist daher mit hohem Aufwand, hohen Kosten für den Betrieb und die Instandhaltung verbunden.A variable stirring position along the strand guide would be for optimal stirring effect depending on the changing process parameters is desirable. A change in the position of the stirring coil is recommended. A shift the stirring coil position during the casting operation due to changes the process parameter, requires a very high design effort. For this belong hydraulic and / or electrical actuators and their circuits. Such a design of the displaceability of the stirring coil is therefore high Effort, high costs associated with operation and maintenance.
Es ist bekannt, eine Veränderung der Rührspulen-Position in einer Gießpause durch Verwendung von Distanzstücken in einem mechanischen Umbau vorzu nehmen. Ein solcher Umbau stellt gegenwärtig die einzige Maßnahme dar, um die veränderte Rührspulen-Position zu erzielen. Dieses Verfahren leidet an einer Be rücksichtigung von aktuellen Prozess-Parametern und kann daher nur aufgrund von Erfahrungswerten in Gießpausen eingesetzt werden und besteht in einem beweglichen Teil der Rührspule, das in Richtung des Magnetfeldes verstellbar ist (WO 94/16844), wodurch die hier gewünschten Wirkungen nicht erzielt werden können.It is known to change the stirring coil position during a casting break by using spacers in a mechanical conversion to take. Such a conversion is currently the only measure to to achieve changed stirring coil position. This procedure suffers from a Be taking current process parameters into account and can therefore only be based on of empirical values are used in casting breaks and consists in one movable part of the stirring coil, which is adjustable in the direction of the magnetic field (WO 94/16844), whereby the effects desired here are not achieved can.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verstellung der Rührspulenwirkungen nicht nur außerhalb, sondern auch während des Gießprozesses zu schaffen.The invention has for its object a method and a device for Adjustment of the stirring coil effects not only outside but also during of the casting process.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei ortsfester, in Strangbewegungsrichtung an die Stranggießkokille anschließender Rührspule durch Verstellen des Oszillations-Bereiches der Stranggießkokille in Abhängigkeit der Gießparameter eine stufenlose, relative Positionsänderung des Magnetfeldes der Rührspule in Richtung der Strangader durchgeführt wird. Dadurch wird eine relative Verstellung des Magnetfeldes der Rührspule in seiner Wirkung auch wäh rend des Gießprozesses möglich. Die Verstellung des Oszillations-Bereiches führt zu einer veränderten Einflussnahme des Magnetfeldes auf den Gießstrang. Dabei kann die Rührspule ortsfest sein und bedarf keiner Lageveränderung. Die Ver stellung des Oszillations-Bereiches führt zu einer veränderten Schalenbildung und zu einer Rührposition der Rührspule, in der eine verstärkte Einwirkung auf das Gießmaterial während der Strangschalenbildung erfolgen kann. Während des laufenden Gießbetriebes kann auf verschiedene Prozeßänderungen reagiert wer den, z. B. auf eine Änderung der Stahlgütegruppe, die Gießgeschwindigkeit und/ oder die Kühlstrategie.The object is achieved according to the invention in that in the case of stationary, in Direction of movement of the stirring coil connected to the continuous casting mold by adjusting the oscillation range of the continuous casting mold depending the casting parameter is a continuous, relative change in position of the magnetic field the stirring coil is carried out in the direction of the strand vein. This will make one relative adjustment of the magnetic field of the stirring coil in its effect possible during the casting process. The adjustment of the oscillation range leads to change the influence of the magnetic field on the casting strand. there the stirring coil can be stationary and does not require any change in position. The Ver position of the oscillation range leads to a changed shell formation and to a stirring position of the stirring coil, in which an increased influence on the Casting material can take place during the strand shell formation. During the who is running can react to various process changes the, e.g. B. on a change in the steel quality group, the casting speed and / or the cooling strategy.
In Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Oszillations-Einrichtung mit einem er weiterten Stellbereich betrieben wird. Die Veränderung der Oszillationsposition und der hiermit gekoppelten Badspiegelposition verschiebt den Erstarrungsverlauf relativ zur fest angeordneten Rührspule.In an embodiment, it is provided that the oscillation device with a extended operating range is operated. The change in the oscillation position and the bath level position coupled with this shifts the solidification process relative to the fixed stirring coil.
Das Verfahren ist ferner dahingehend weitergebildet, dass die Nulllage der Oszil lation gegenüber dem ortsfesten Magnetfeld der Rührspule verschoben wird. Durch diesen Schritt kann vorteilhafterweise der erweiterte Stellbereich geschaffen werden.The procedure is further developed in such a way that the zero position of the Oszil tion is shifted relative to the fixed magnetic field of the stirring coil. By means of this step, the expanded adjustment range can advantageously be created become.
Dabei ist es weiter vorteilhaft, dass der erweiterte Stellbereich von der Art der Os zillations-Einrichtung abhängig ausgedehnt wird. Einige Oszillations-Einrichtungen besitzen nur den normal notwendigen Bereich.It is further advantageous that the extended adjustment range depends on the type of Os zillations facility is expanded depending. Some oscillation devices only have the normally necessary area.
Entsprechend dem erweiterten Stellbereich der Oszillations-Einrichtung wird wei ter vorgeschlagen, dass ein vor der Stranggießkokille angeordneter Zwischenbe hälter mit Tauchausguss in Abhängigkeit der Einstellung des Oszillations-Bereichs der Stranggießkokille in der Höhenlage verstellt wird. Der Zwischenbehälter wird dabei entsprechend dem eingenommenen Stellbereich ebenfalls verstellt.In accordance with the extended setting range of the oscillation device, white ter proposed that an intermediate arranged in front of the continuous casting mold container with immersion nozzle depending on the setting of the oscillation range the continuous casting mold is adjusted in height. The intermediate container will also adjusted according to the adjustment range taken up.
Ebenso ist nach weiteren Schritten vorgesehen, dass die Kokillenfüllstandsrege lung in Abhängigkeit der Einstellung des Oszillations-Bereichs betrieben wird. Da durch wird die konstante Badspiegelposition relativ zur Oberkante der Stranggieß kokille kontinuierlich eingehalten. Likewise, after further steps, it is provided that the mold fill level is activated tion is operated depending on the setting of the oscillation range. because is the constant bath level position relative to the top edge of the continuous casting The mold is continuously maintained.
Das Verfahren sieht außerdem vor, dass zusätzlich zur Veränderung der Einstel lung des Oszillations-Bereiches die Oszillations-Parameter verändert werden. Es können dadurch alle Vorteile solcher Oszillations-Parameter, wie z. B. der Fre quenzen, der Amplituden, des sog. Negativ-Strip u. dgl. nach Bedarf eingesetzt werden.The procedure also provides that in addition to changing the setting the oscillation range, the oscillation parameters are changed. It can thereby all advantages of such oscillation parameters, such as. B. the Fre sequences, the amplitudes, the so-called negative strip u. Like. Used as needed become.
Dabei kann der Oszillations-Stellbereich zyklisch verändert werden. Darunter fal len ansteigende oder abfallende Amplitudenkurven.The oscillation setting range can be changed cyclically. This includes len increasing or decreasing amplitude curves.
Die Einrichtung zum Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl, mit einer gekühlten, oszillierenden Stranggießkokille, der eine elektromagnetische Rühr spule zugeordnet, z. B. nachgeordnet ist, deren Magnetfeld den Gießstrang im flüssigen, teilerstarrten und/oder durcherstarrten Längsabschnitten durchdringt, löst die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Oszillations- Einrichtung in Abhängigkeit der Gießparameter mit einem erweiterten Stellbereich betätigbar ist, der im Abstand zur elektromagnetischen Rührspule wirkt. Je nach Veränderungen dieses Abstandes wirken sich unterschiedliche Magnetkräfte auf den betreffenden Gießstrangabschnitt aus.The device for the continuous casting of metals, in particular steel, with a cooled, oscillating continuous casting mold, using an electromagnetic stirrer coil assigned, e.g. B. is subordinate, the magnetic field of the casting in penetrates liquid, partially rigid and / or solidified longitudinal sections, achieves the object according to the invention in that the oscillation Setup depending on the casting parameters with an extended setting range can be actuated, which acts at a distance from the electromagnetic stirring coil. Depending on Changes in this distance affect different magnetic forces the relevant casting strand section.
Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, dass ein mit dem Tauchrohr in die Stranggießkokille speisender Zwischenbehälter in Abhängigkeit der Oszillations bereich-Verstellung höheneinstellbar ist. Dadurch kann der durch die Oszillations- Einrichtung eingenommene Stellbereich ausgeglichen werden.According to further features, it is provided that a with the immersion tube in the Continuous casting mold feeding intermediate container depending on the oscillations range adjustment is height adjustable. As a result, the oscillation Device occupied adjustment range can be compensated.
Vorteilhaft ist ferner, dass die Oszillations-Einrichtung aus einer symmetrischen Vier-Zylinder-Einrichtung besteht. Eine solche Einrichtung arbeitet streng senk recht und verbindet eine einfache Einstellung des Oszillations-Stellbereichs.It is also advantageous that the oscillation device consists of a symmetrical Four-cylinder device exists. Such a facility works strictly lower right and combines a simple setting of the oscillation adjustment range.
Dieselben Wirkungen lassen sich auch mittels einer Oszillations-Einrichtung, die aus einer Resonanz-Oszillationseinrichtung besteht, erzielen. The same effects can also be achieved using an oscillation device consists of a resonance oscillation device.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nach folgend näher erläutert wird.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, according to is explained in more detail below.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Stranggießvorrichtung mit zugeordneten Bewegungswegen der einzelnen Organe.The only figure in the drawing shows a vertical section through a Continuous casting device with assigned movement paths of the individual organs.
Das flüssige Metall 1, insbesondere flüssiger Stahl, wird aus einem Zwischenbe hälter 2 durch ein Tauchrohr 3 in eine gekühlte Stranggießkokille 4 geregelt und kontinuierlich eingegossen, wobei ein Gießspiegel 5 über eine nicht näher darge stellte Gießspiegel-Regeleinrichtung eingehalten wird. Die Stranggießkokille 4 wird mittels einer Oszillations-Einrichtung 6, die z. B. aus mehreren Kolben-Zylinder- Einheiten 7 besteht, oszilliert. Der außen durch eine Strangschale gebildete Gieß strang 8 durchläuft eine elektromagnetische Rührspule 9, die ortsfest auf einem Gerüstrahmen 10 oder in einer Strangführung 11 angeordnet ist, die aus einer Vielzahl von Stützrollen 12 besteht, oder innerhalb der Stranggießkokille 4 selbst eingeschlossen ist.The liquid metal 1 , in particular liquid steel, is regulated from a Zwischenbe container 2 through an immersion tube 3 in a cooled continuous casting mold 4 and poured continuously, a casting level 5 is maintained via a casting level control device not shown Darge is maintained. The continuous casting mold 4 is by means of an oscillation device 6 which, for. B. consists of several piston-cylinder units 7 , oscillates. The outside formed by a strand shell casting strand 8 passes through an electromagnetic stirring coil 9 , which is fixed on a scaffold frame 10 or in a strand guide 11 , which consists of a plurality of support rollers 12 , or is enclosed within the continuous casting mold 4 itself.
In der Stranggießkokille 4 bildet der Gießstrang 8 die erwähnte Strangschale und ist in Abschnitten je nach Gießstrangweglänge 13 teilerstarrt, flüssig oder durcher starrt und bildet einen spitz zulaufenden Sumpf. Das Magnetfeld der Rührspule 9 wird nahe am Gießstrang 8 mit (Oszillations-)Abstand unterhalb der Stranggieß kokille 4 erzeugt.In the continuous casting mold 4 , the casting strand 8 forms the aforementioned strand shell and, depending on the length of the casting strand path 13, is partially solidified, liquid or completely staring, and forms a tapered sump. The magnetic field of the stirring coil 9 is generated close to the casting strand 8 with (oscillation) distance below the continuous casting mold 4 .
Das Verfahren wird nunmehr dahingehend ausgeübt, dass bei der ortsfesten, in Strangbewegungsrichtung 14 an die Stranggießkokille 4 angeschlossene elektro magnetische Rührspule 9 durch Verstellen eines Oszillations-Bereiches 15 der Stranggießkokille 4 in Abhängigkeit der Gießparameter (z. B. Gießgeschwindigkeit, Stahlqualität, Kühlsystem u. dgl.) eine stufenlose, relative Positionsänderung des Magnetfeldes der Rührspule 9 in Richtung der Strangader, die zwischen den Stützrollen 12 gebildet ist, durchgeführt wird.The method is now practiced in such a way that in the stationary, in the strand movement direction 14 connected to the continuous casting mold 4 electromagnetic stirring coil 9 by adjusting an oscillation range 15 of the continuous casting mold 4 depending on the casting parameters (z. B. casting speed, steel quality, cooling system and. Like.) a continuous, relative change in position of the magnetic field of the stirring coil 9 in the direction of the strand wire, which is formed between the support rollers 12 , is carried out.
In dieser momentanen Lage befindet sich, auf der Ordinate aufgetragen, die Rühr spulen-Position 16, die Stranggießkokille 4 auf der Kokillen-Oszillations-Position 17 und der Zwischenbehälter 2 auf der Zwischenbehälter-Position 18 mit der Tauchrohr-Position 19.In this current position, plotted on the ordinate, is the stirring coil position 16 , the continuous casting mold 4 on the mold oscillation position 17 and the intermediate container 2 on the intermediate container position 18 with the dip tube position 19 .
Die Oszillations-Einrichtung 6 wird mit einem erweiterten Stellbereich 20 betrie ben. Der Start der Oszillation der Stranggießkokille 4 erfolgt von einer Nulllage 21 aus.The oscillation device 6 is operated with an extended adjustment range 20 . The oscillation of the continuous casting mold 4 starts from a zero position 21 .
Die Oszillation wird von dieser Nulllage 21 aus gegenüber dem ortsfesten Ma gnetfeld der Rührspule 9 verschoben.The oscillation is shifted from this zero position 21 from the fixed magnetic field of the stirring coil 9 .
Der erwähnte Stellbereich 20 wird von der Art der Oszillations-Einrichtung 6 ab hängig gebildet, z. B. von einer Hebel-Oszillationsvorrichtung oder einer Reso nanz-Federblatt-Oszillationsvorrichtung.The mentioned adjustment range 20 is dependent on the type of oscillation device 6 , z. B. from a lever oscillation device or a resonance spring-leaf oscillation device.
Der vor der Stranggießkokille 4 angeordnete Zwischenbehälter 2 mit Tauchrohr 3 wird in Abhängigkeit der Einstellung des Oszillations-Bereichs 15 der Stranggieß kokille 4 in die Höhenlage der Zwischenbehälter-Position 18 verstellt. Ebenso wird die Kokillen-Füllstandsregelung für den Gießspiegel 5 in Abhängigkeit der Ein stellung des Oszillations-Bereichs 15 betrieben. Außerdem können zusätzlich zur Veränderung der Einstellung des Oszillations-Bereiches 15 die Oszillations- Parameter (Amplitude, Frequenz, o. ä.) verändert werden. Währenddem der er weiterte Oszillations-Stellbereich 20 für eine abfallende Schwingungskurve ge zeichnet ist, kann entsprechend den jeweiligen Verhältnissen auch eine aufstei gende Schwingungskurve geeignet sein. Außerdem kann der erweiterte Oszillations-Stellbereich 20 auch zyklisch in der vorstehend beschriebenen Art verändert werden.The arranged in front of the continuous casting mold 4 between container 2 with dip tube 3 is depending on the setting of the oscillating portion 15 of the continuous casting mold 4 in the height of the tundish 18 position adjusted. Likewise, the mold level control for the casting level 5 is operated depending on the setting of the oscillation region 15 . In addition to changing the setting of the oscillation range 15, the oscillation parameters (amplitude, frequency, or the like) can be changed. While the extended oscillation adjustment range 20 is drawn for a falling oscillation curve, an ascending oscillation curve may also be suitable according to the respective conditions. In addition, the extended oscillation adjustment range 20 can also be changed cyclically in the manner described above.
Die Kokillen-Oszillations-Position 17 zeigt den üblichen Stellbereich 22. Aufgrund des erweiterten Stellbereichs 20 endet die Oszillations-Nulllage 21 auf dem Ni veau 23.The mold oscillation position 17 shows the usual setting range 22 . Due to the extended adjustment range 20 , the zero oscillation position 21 ends on the level 23 .
In dem Weg-Zeit-Diagramm der Rührspulen-Position 16 ist der Abfall zur Rühr spule 9 im Bereich der abfallenden Schwingungskurve 24 ausgehend von der Kokillen- bzw. Oszillations-Position 17 ersichtlich. Analog ergibt sich in der Zwi schenbehälter-Position 18 der abfallende Kurvenast 25 des Zwischenbehälters 2 bzw. des Tauchrohrs 3, wobei dann der Gießspiegel 5 wieder nachgeregelt wer den muss und wobei sich durch eine spätere Strangschalenbildung die ange strebte verstärkte Wirkung der Rührspule 9 einstellt. Die Oszillations-Einrichtung 6 besteht z. B. aus einer symmetrischen Vier-Zylinder-Einrichtung als Oszillations- Einrichtung 6 oder in der Ausführungsform einer Resonanz-Oszillationseinrichtung mit Blattfedern. Analog zeigt das Weg-Zeit-Diagramm der Rührspulen-Position 16 den abfallenden Kurvenast 26 bis zum Erreichen des erweiterten Stellbereiches 20. Die Schwingungskurve 24 kann auch zyklisch verändert, insbesondere positiv oder negativ verlaufend, eingestellt werden. In the path-time diagram of the stirring coil position 16 , the drop to the stirring coil 9 in the area of the falling vibration curve 24 is apparent from the mold or oscillation position 17 . Analogously, in the intermediate container position 18, the sloping curve branch 25 of the intermediate container 2 or the immersion tube 3 is obtained , in which case the casting level 5 must be readjusted, and the desired enhanced effect of the stirring coil 9 is set by a subsequent formation of strand shells. The oscillation device 6 consists, for. B. from a symmetrical four-cylinder device as an oscillation device 6 or in the embodiment of a resonance oscillation device with leaf springs. Analogously, the path-time diagram of the stirring coil position 16 shows the falling curve branch 26 until the extended adjustment range 20 is reached . The oscillation curve 24 can also be changed cyclically, in particular in a positive or negative manner.
11
flüssiges Metall
liquid metal
22
Zwischenbehälter
intermediate container
33
Tauchrohr
dip tube
44
Stranggießkokille
continuous casting
55
Gießspiegel
meniscus
66
Oszillations-Einrichtung
Oscillation device
66
a Kolben-Zylinder-Einheiten
a Piston-cylinder units
77
Pfeilrichtungen
arrow directions
88th
Gießstrang
cast strand
99
elektromagnetische Rührspule
electromagnetic stirring coil
1010
Gerüstrahmen
scaffolding frame
1111
Strangführung
strand guide
1212
Stützrollen
support rollers
1313
Gießweglänge
Gießweglänge
1414
Strangbewegungsrichtung
Strand movement direction
1515
Oszillations-Stellbereich
Oscillation Range
1616
Rührspulen-Position
Stirring coils position
1717
Kokillenoszillations-Position
Kokillenoszillations position
1818
Zwischenbehälter-Position
Intermediate vessel position
1919
Tauchrohr-Position
Immersion tube position
2020
erweiterter Stellbereich
extended adjustment range
2121
Nulllage der Oszillation
Zero oscillation
2222
üblicher Stellbereich
usual setting range
2323
Niveau
level
2424
abfallende Schwingungskurve
declining vibration curve
2525
abfallender Kurvenast
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2626
abfallender Kurvenast
sloping curve branch
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- 2000-11-17 DE DE2000157037 patent/DE10057037A1/en not_active Withdrawn
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2001
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2349612B2 (en) † | 2008-11-20 | 2020-11-04 | Primetals Technologies Austria GmbH | Method and continuous casting plant for manufacturing thick slabs |
Also Published As
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| WO2002040198A3 (en) | 2002-08-01 |
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