DE10108730A1 - Device for recognizing the danger of a run-out of steel strand during the continuous casting of steel in a casting mold comprises measuring sensors distributed around the periphery of the casting mold - Google Patents
Device for recognizing the danger of a run-out of steel strand during the continuous casting of steel in a casting mold comprises measuring sensors distributed around the periphery of the casting moldInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen der Gefahr eines Durchbruchs des Stahlstrangs beim Stranggießen von Stahl in einer Gießkokille. Beim Strangießen von Stahl können Gießstörungen auftreten, die dazu führen, daß die Strangschale unterhalb der Kokille aufreißt und die darüber befindliche Schmelze ausläuft. Über Temperaturmessungen in der Kokille ist eine Vorhersage kritischer Gießsituationen möglich, so daß die drohende Durchbruchgefahr durch geeignete Maßnahmen abgewendet werden kann.The invention relates to an apparatus and a method to recognize the danger of a breakthrough of the Steel strands in the continuous casting of steel in one Casting mold. When casting steel continuously Pouring problems occur that lead to the Tear-off shell underneath the mold and the melt located above it runs out. about Temperature measurements in the mold is a prediction critical casting situations possible, so that the impending Appropriate measures avert the risk of breakthrough can be.
Eine Vorrichtung der voranstehend genannten Art ist z. B. aus der EP 0 855 675 A1 und der DE 189 43 033 bekannt. Die bekannte Vorrichtung ist mit Meßsensoren ausgestattet, die in zwei bzw. drei nicht genauer beschriebenen Ebenen in der Kokille verteilt in den Wänden der Gießkokille montiert sind. Die Meßsensoren liefern die von ihnen erfaßten Temperaturen an eine Auswerteinrichtung, die anhand dieser Temperaturen die Verteilung der Temperatur über die jeweilige Wand der Gießkokille und den zeitlichen Temperaturverlauf ermittelt. Aus der Ungleichförmigkeit dieser ermittelten Verteilung wird dann auf die Gefahr eines Durchbruchs des geförderten Strangs geschlossen. Stellt die Auswerteinrichtung einen drohenden Durchbruch fest, so gibt sie ein Signal zur Absenkung der Gießgeschwindigkeit für eine befristete Zeit oder für den Abbruch des Gießprozesses.A device of the type mentioned above is z. B. from EP 0 855 675 A1 and DE 189 43 033 known. The known device is with measuring sensors equipped in two or three not more precisely described levels in the mold distributed in the Walls of the casting mold are mounted. The measuring sensors deliver the temperatures they detect to a Evaluation device that based on these temperatures Distribution of the temperature over the respective wall of the Pouring mold and the temperature profile over time determined. From the non-uniformity of these determined Distribution is then at the risk of breakthrough funded strand closed. Provides the Evaluation device an impending breakthrough, so it gives a signal to lower the casting speed for a limited time or for the termination of the Casting process.
Praktische Erfahrungen zeigen, daß die bekannten Vorrichtungen nur einen geringen Anteil möglicher Durchbruchursachen und zwar den Störungs-Typus "Kleber" erfassen. Störungen, die bei instationärem Gießbetrieb z. B. beim Füllen der Kokille mit flüssigen Stahl, in der Anfahrphase des Gießprozesses oder nach einer Gießunterbrechung auftreten können, sind mit den vorhandenen Systemen nicht oder nur mit einer unzureichenden Treffsicherheit zu bestimmen. Die Folge ist eine erhöhte Fehlmelderate (ungerechtfertigte Eingriffe in die Gießmaschine, die nicht zu einem Durchbruch geführt hätten) oder die "Nichterkennung" einer vorhandenen Durchbruchgefahr.Practical experience shows that the known Devices only a small proportion of possible Breakthrough causes, namely the "glue" fault type to capture. Malfunctions that occur during transient casting operation z. B. when filling the mold with liquid steel, in the Start-up phase of the casting process or after a Pouring interruptions can occur with the existing systems or only with one inadequate accuracy. The consequence is an increased false positive rate (unjustified Interventions in the casting machine that are not one Breakthrough) or the "non-recognition" an existing risk of breakthrough.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, welche mit erhöhter Betriebssicherheit und zusätzlicher, sicherer Beurteilung des instationären Gießbetriebes das Erkennen eines drohenden Durchbruchs des Stahlstrangs ermöglichen.The object of the invention is based on the above-described prior art Specify device and a method, which with increased operational safety and additional, safer Assessment of the transient casting operation allow an impending breakthrough of the steel strand.
Hierbei findet im Gegensatz zum Stand der Technik eine detaillierte Erfassung und Bewertung der im Stranggießbetrieb möglichen durchbruchgefährdenden Störtypen statt, wobei jedem Störtyus ein zeitlich charakteristisches Temperaturprofil in der Kokille zuzuordnen ist und darüber die Steuerung der Notsignale bzw. der Eingriffe in den Gießprozeß (Reduzierung der Gießgeschwindigkeit oder Unterbrechung des Gießprozesses oder Einleitung eines Gießabbruchs) ermöglicht wird. In contrast to the prior art, there is one detailed recording and evaluation of the Continuous casting operation possible breakthrough Disturbance types take place, with each disturbance type a temporal characteristic temperature profile in the mold is to be assigned and the control of the emergency signals or the interventions in the casting process (reduction of Casting speed or interruption of the casting process or initiation of a casting break) is made possible.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß nur über eine entsprechende Positionierung der Temperaturmeßfühler in den verschiedenen Zonen der Gießkokille eine sichere Bewertung möglich ist, und somit der Meßfühlerposition eine entscheidende Bedeutung zukommt. So stellt sich beim Stranggießen von Stahl während des stationären Gießprozesses über die Kokillenhöhe in Abhängigkeit von gießtechnischen Vorgaben, wie Gießgeschwindigkeit, Gießschlacke, Kokillenwerkstoff und -beschichtung in einem bestimmten Bereich unterhalb des Gießspiegels ein Temperaturmaximum in den Kokillenplatten ein. Durch das fortschreitende Schalenwachstum, die damit einhergehende Verringerung der Wärmeleitfähigkeit und der einsetzenden Schrumpfung der Strangschale fallen über die Kokillenhöhe die Temperaturen während des stationären Gießbetriebes ab. Ein oftmals festgestellter geringer Temperaturanstieg im unteren Bereich der Kokillenplatten kann mit der Strangausbauchung zwischen Kokillenunterkante und darunter befindlichem Stützgerüst in Zusammenhang stehen.The invention is based on the knowledge that only about appropriate positioning of the temperature sensors a safe one in the different zones of the casting mold Evaluation is possible, and thus the sensor position is of crucial importance. So it turns out at Continuous casting of steel during the stationary Casting process over the mold height depending on casting requirements, such as casting speed, Pouring slag, mold material and coating in a certain area below the pouring level Temperature maximum in the mold plates. By the progressive shell growth, the accompanying Reduction of thermal conductivity and the onset Shrinkage of the strand shell falls above the mold height the temperatures during stationary casting from. An often observed slight rise in temperature in the lower area of the mold plates can with the Strand bulging between the lower edge of the mold and underlying scaffolding are related.
Erfindungsgemäß sind nun unter Berücksichtigung dieses Temperaturprofils über die Kokillenhöhe, der sog. Temperaturkeule, welches ein Maximum im in Förderichtung des Strangs zuerst passierten "oberen" Hälfte der Kokillenhöhe und ein Temperaturminimum in der unteren Hälfte der Kokillenhöhe aufweist, sowie unter Berücksichtigung der Kaltstrangkopfposition zu Gießbeginn die zur Erfassung der Temperaturverteilung eingesetzten Thermo-Meßsensoren so positioniert, daß eine optimale Früherkennung der Gefahr eines Strangbruchs ermöglicht ist. Gleichzeitig ermöglicht die erfindungsgemäße Vorgehensweise es, die Ursache des drohenden Durchbruchs zu benennen (Störtypus), so daß die zur Vermeidung eines Durchbruchs notwendigen Maßnahmen rechtzeitig und auf den spezifischen Störtypus abgestimmt eingeleitet werden können.According to the invention are now taking this into account Temperature profile over the mold height, the so-called Temperature lobe, which is a maximum in the conveying direction "first" half of the strand passed first Mold height and a minimum temperature in the lower Has half the mold height, as well as below Consideration of the cold strand head position at the start of casting those used to record the temperature distribution Thermo measuring sensors positioned so that an optimal Allows early detection of the risk of a strand break is. At the same time, the invention Approach it, the cause of the impending breakthrough to name (type of interference), so that to avoid a Breakthrough necessary measures on time and on the specific type of interference can be initiated can.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung sind in den Ansprüchen dieser Patentanmeldungen angegeben und gehen aus den nachfolgenden Erläuterungen hervor. In diesen Erläuterungen wird auf eine Fig. 1 Bezug genommen, die eine Kokille zum Gießen von Stahl in einer schematischen, perspektivischen Darstellung zeigt. Zusätzlich wird ein Diag. 1 erläutert, das den zeitlichen Temperaturverlauf in einer die Wand an einer Schmalseite der in Fig. 1 gezeigten Kokille bildende Platte während eines Durchbruchs infolge des "Schiefziehens" des Stahlstrangs wiedergibt.Advantageous refinements and variants of the invention are specified in the claims of these patent applications and are evident from the explanations below. In these explanations, reference is made to FIG. 1, which shows a mold for casting steel in a schematic, perspective illustration. In addition, a diag. 1 explains the temperature profile over time in a plate forming the wall on a narrow side of the mold shown in FIG. 1 during a breakthrough as a result of the "skewing" of the steel strand.
Die Überwachungsvorrichtung zum Erkennen der Gefahr eines
Durchbruchs des Stahlstrangs beim Stranggießen von Stahl
in einer Gießkokille erfüllt die voranstehend genannte
Aufgabe durch eine Vorrichtung, indem die ihre Meßsignale
an eine Auswerteinrichtung liefernden Meßsensoren in
mindestens zwei bevorzugt vier beabstandet zueinander und
normal zur Förderrichtung angeordneten
Temperaturmeßebenen um den Umfang der Gießkokille
verteilt angeordnet sind, wobei erfindungsgemäß
The monitoring device for recognizing the danger of a breakdown of the steel strand during the continuous casting of steel in a casting mold fulfills the above-mentioned object by means of a device in that the temperature measurement levels around the measuring sensors delivering their measurement signals to an evaluation device are arranged in at least two, preferably four, spaced apart and normal to the conveying direction Circumference of the casting mold are arranged distributed, according to the invention
- - Die erste Temperaturmeßebene Te1 nahe der normal zur Längsachse L ausgerichteten Ebene Tm1 angeordnet ist, in der in der Kokille 5 ein Temperaturmaximum vorliegt. In der Praxis wird ein solches Temperaturmaximum typischerweise in der "oberen" Hälfte der Kokille 5 festgestellt, welches von der in die Kokille 5 gegossenen Schmelze in Förderrichtung F zuerst durchlaufen wird. Um die Aussagekraft des in der ersten Temperaturmeßebene Te1 gewonnenen Meßergebnisses zusätzlich zu erhöhen, ist dabei die erste Temperaturmeßebene Te1 unterhalb der Ebene Tm1 angeordnet, in der die größte Temperatur in der Gießkokille 5 zu erwarten ist. Es ist festgestellt worden, daß bei aus der Praxis bekannten Gießkokillen der Abstand A zwischen der Ebene Tm1 größter Temperatur und der ersten Temperaturmeßebene Te1 mindestens 20 mm betragen muß. Durch die erfindungsgemäße Positionierung der ersten Temperaturmeßebene Te1 in einem definierten Abstand A unterhalb der Ebene Tm1 größter Temperatur werden, neben den zu erwartenden großen Differenzen zu den von den in den nachfolgend angeordneten Ebenen Te2- Te4 positionierten Meßsensoren 6 erfaßten Temperaturen, auch bei schwankendem Gießspiegel G stabile Temperaturwerte in den die Wände 1, 2, 3, 4 der Kokille 5 bildenden Kupferplatten ermittelt und zusätzlich die Voraussetzungen für die frühzeitige Erkennung drohender Durchbruchgefahren beim "kontrollierten Wiederanfahren" nach einer eingeleiteten Notverzögerung (Gießunterbrechung) geschaffen.- The first temperature measurement plane Te1 is arranged close to the plane Tm1 oriented normal to the longitudinal axis L, in which there is a temperature maximum in the mold 5 . In practice, such a temperature maximum is typically found in the “upper” half of the mold 5 , which is first passed through in the conveying direction F by the melt poured into the mold 5 . In order to additionally increase the meaningfulness of the measurement result obtained in the first temperature measurement level Te1, the first temperature measurement level Te1 is arranged below the level Tm1, in which the highest temperature in the casting mold 5 is to be expected. It has been found that in casting molds known from practice, the distance A between the highest temperature level Tm1 and the first temperature measuring level Te1 must be at least 20 mm. By positioning the first temperature measuring plane Te1 according to the invention at a defined distance A below the plane Tm1 of the highest temperature, in addition to the large differences to be expected from the temperatures detected by the measuring sensors 6 positioned in the subsequently arranged planes Te2-Te4, even with fluctuating casting level G stable temperature values are determined in the copper plates forming the walls 1 , 2 , 3 , 4 of the mold 5 and, in addition, the prerequisites for the early detection of impending breakthrough risks during "controlled restart" after an initiated emergency delay (interruption of casting) have been created.
- - Die wahlweise zweite Temperaturmeßebene Te2 befindet sich ebenfalls in der oberen Hälfte der Kokillenhöhe und weist zudem einen Abstand B zur ersten Temperaturmeßebene Te1 in Förderrichtung F von vorzugsweise mindestens 80 mm auf. Auf diese Weise kann eine eindeutige Aussage über die Entwicklung der Temperatur zwischen der ersten Te1 und der zweiten Temperaturmeßebene Te2 ermittelt und damit einhergehend der Strangschalenbildung gemacht werden.- The optional second temperature measurement level Te2 is located also in the upper half of the mold height and also has a distance B from the first Temperature measuring plane Te1 in the direction of conveyance F of preferably at least 80 mm. That way a clear statement about the development of the Temperature between the first Te1 and the second Temperature measurement level Te2 determined and associated therewith the strand shell formation are made.
- - Die dritte Temperaturmeßebene Te3 ist vorzugsweise in der unteren Hälte der Gießkokille 5 positioniert, also im Bereich der Horizontalebene, in der in der Regel ein Temperaturminimum feststellbar wird. Durch diese Anordnung ist ebenfalls eine hohe Differenz zwischen den in der ersten. Temperaturmeßebene Te1 und den in der dritten Temperaturmeßebene Te3 ermittelten Temperaturen sichergestellt, so daß eine entsprechend eindeutige Aussage über eine möglicherweise auftretende Gießstörung abgeleitet werden kann. Der zwischen der dritten Temperaturmeßebene Te3 und der Kokillenunterkante 7 bestehende Abstand ist darüber hinaus mindestens dreifach größer als der Abstand der ersten Temperaturebene zum Gießspiegel, so daß bei einer durch die Bewertung der in den Temperaturmeßebenen Te1, Te2 und Te3 erkannten drohenden Gießstörung eine ausreichende Reaktionszeit zur Verfügung steht, um ein Ausfördern der Bruchstelle aus der Kokille 5 zu vermeiden. Die Anordnung der Temperaturmeßstelle Te3 erhöht somit auch die Sicherheit der Steuerung des Gießprozesses im Störfall.The third temperature measurement plane Te3 is preferably positioned in the lower half of the casting mold 5 , that is to say in the region of the horizontal plane in which a temperature minimum can generally be determined. With this arrangement, there is also a large difference between those in the first. Temperature measurement level Te1 and the temperatures determined in the third temperature measurement level Te3 are ensured, so that a correspondingly unambiguous statement can be made about a possible casting fault. The distance between the third temperature measurement level Te3 and the lower mold edge 7 is moreover at least three times greater than the distance between the first temperature level and the casting level, so that in the event of an impending casting disturbance identified in the temperature measurement levels Te1, Te2 and Te3, there is sufficient reaction time Is available to prevent the break point from being removed from the mold 5 . The arrangement of the temperature measuring point Te3 thus also increases the safety of the control of the casting process in the event of a fault.
- - Die Position der wahlweise installierten vierten Temperaturmeßebene Te4 wird durch die Einbauposition des Kaltstrangkopfes 8 bestimmt, welcher in der Regel in der in Förderrichtung F unteren Hälfte der Gießkokille 5 angeordnet ist. Zur Beurteilung eines Hinterlaufens des Kaltstrangkopfes 8 mit flüssigem Stahl beim Füllen der Kokille 5 ist die Temperaturmeßebene Te4 unterhalb der Abdichtung des Kaltstrangkopfes 8 angeordnet, wobei der Abstand zwischen der Abdichtung des Kaltstrangkopfes 8 und der vierten Temperaturmeßebene vorteilhafterweise mindestens 20 mm beträgt. Weiterhin wird die Temperaturebene Te4 im Falle der Erzeugung von Dünnbrammen mit Gießgeschwindigkeiten < 3,0 m/min sowie beim Einsatz sog. Trichterkokillen dadurch bestimmt, daß die Position der Temperaturmeßebene Te4 unterhalb des Trichters liegt bei einem Abstand der vierten Temperaturmeßebene Te4 von der Unterkante der Gießkokille 5, der mindestens zweifach größer ist als der Abstand der ersten Temperaturmeßebene Te1 vom Gießsspiegel G. Diese Anordnung der vierten Temperaturmeßebene Te4 beinhaltet auch bei schnell gießenden Dünnbrammengießanlagen die Möglichkeit der rechtzeitigen Beurteilung des Ausheilzustand der Strangschale S nach einer Notverzögerung infolge einer Gießstörung. Liegt das zu erwartende Temperaturminimum der Temperaturmeßebene Te3 nahe der Einbauposition des Kaltstrangkopfes, können wahlweise die Funktionen der Temperaturmeßebene Te3 und der Temperaturmeßebene Te4 zu einer Temperaturebene zusammengefaßt werden.- The position of the optionally installed fourth temperature measuring plane Te4 is determined by the installation position of the cold strand head 8 , which is usually arranged in the lower half of the casting mold 5 in the conveying direction F. To assess whether the cold strand head 8 runs behind with liquid steel when the mold 5 is being filled, the temperature measurement plane Te4 is arranged below the seal of the cold strand head 8 , the distance between the seal of the cold strand head 8 and the fourth temperature measurement plane advantageously being at least 20 mm. Furthermore, the temperature level Te4 in the case of the production of thin slabs with casting speeds <3.0 m / min and when using so-called funnel molds is determined in that the position of the temperature measurement level Te4 is below the funnel at a distance from the fourth temperature measurement level Te4 from the lower edge of the Casting mold 5 , which is at least twice the distance of the first temperature measurement level Te1 from the casting level G. This arrangement of the fourth temperature measurement level Te4 includes the possibility of timely assessment of the healing state of the strand shell S after an emergency delay due to a casting failure, even in the case of fast-pouring thin slab casting systems. If the expected minimum temperature of the temperature measurement level Te3 is close to the installation position of the cold strand head, the functions of the temperature measurement level Te3 and the temperature measurement level Te4 can optionally be combined to form a temperature level.
Durch die erfindungsgemäß beschriebene Anordnung der Temperaturmeßfühler in der Kokille ist während des Gießprozesses über die Zuordnung zeitlich charakteristischer Temperaturverteilungen in der Kokille 5 eine Klassifizierung verschiedenen Störtypen möglich, sowie lassen sich anhand der beschriebenen Kriterien drohende Durchbruchgefahren abwenden:The arrangement of the temperature sensors in the mold described in accordance with the invention makes it possible to classify various types of disturbances during the casting process by assigning temporally characteristic temperature distributions in the mold 5 , and the risk of breakthrough breakthroughs can be averted using the criteria described:
Beim Füllen der Kokille mit flüssigem Stahl noch vor dem
Starten der Gießmaschine kann bei einer fehlerhaften
Verpackung des Kaltstrangkopfes Stahl zwischen
Kaltstrangkopf und Kokillenwandung eintreten bzw. in die
Gießmaschine gelangen. Dies bewirkt im mit flüssigen
Stahl "hinterlaufenden" Bereich des Kaltstrangkopfes
einen örtlich deutlich höheren Temperaturgradienten
gegenüber den, durch den Kaltstrangkopf abgedeckten,
benachbarten Kokillenbereichen. Es liegt erfindungsgemäß
eine Gießstörung vor,
If the mold is filled with liquid steel before the casting machine is started, if the cold strand head is packaged incorrectly, steel can enter between the cold strand head and the mold wall or enter the casting machine. In the area of the cold strand head "trailing" with liquid steel, this results in a locally significantly higher temperature gradient compared to the adjacent mold areas covered by the cold strand head. According to the invention, there is a casting fault,
- A) wenn an mindestens 1 Thermoelement der unterhalb des Kaltstrangkopfs positionierten Temperaturebene Te4 (ggf. Te3) vor der Gießgeschwindigkeitsaufnahme ein Temperaturgradient von 2 K/s in einem variablen Zeitfenster von mindestens 2 Sekunden überschritten wird.A) if at least 1 thermocouple below the Cold strand head positioned temperature level Te4 (possibly Te3) before the casting speed recording Temperature gradient of 2 K / s in a variable Time window of at least 2 seconds exceeded becomes.
Eine Fortsetzung des Gießprozesses beinhaltet eine Durchbruchgefahr.A continuation of the casting process includes one By breakage.
Beim Füllen der Kokille mit flüssigem Stahl können Stahlspritzer über die Kokillenplatten schwappen. Ursache hierfür kann ein abruptes Einfließen des flüssigen Stahles in die Kokille 5 beim Öffnen des Stopfens, ein Übergießen der Kupferplatten aufgrund turbulenter Strömung z. B. eines Stopfenläufers oder auch eines Aufkochens des Stahles in der Kokille infolge Feuchtigkeit sein. Bildet sich eine Brücke zwischen der Strangschale in der Kokille und der Kokillenverbärung (Strangschalenaufhänger), kann, je nach mechanischer Festigkeit der neugebildeten Strangschale, ein Aufreißen des Schalenkastens unterhalb des Meniskusbereiches nicht vermieden werden.When filling the mold with liquid steel, steel splashes can spill over the mold plates. The reason for this can be an abrupt inflow of the liquid steel into the mold 5 when the stopper is opened, pouring over the copper plates due to turbulent flow, for. B. a plug runner or a boiling of the steel in the mold due to moisture. If a bridge is formed between the strand shell in the mold and the mold fermentation (strand shell hanger), depending on the mechanical strength of the newly formed strand shell, tearing of the shell box below the meniscus area cannot be avoided.
Im Rahmen einer Finnenbildung geht man davon aus, daß infolge eines erhöhten Spaltmaßes zwischen den Kupferplatten der Breit- und Schmalseiten der noch flüssige Stahl in diesen Bereich eindringt. Der nachfolgend erstarrte Stahl bildet eine sog. Finne (Stahlzunge), durch deren mechanische Reibung beim weiteren Abfördern des Stranges zusätzliche Kräfte auf den gebildeten Strangschalenkasten übertragen werden. Hierbei kann die verkeilte Strangschale aufreißen (Bluter) oder von den benachbarten Bereichen mitgerissen werden. Während die Strangschale oberhalb der Rißnaht wächst, kommt es im letztgenannten Beispiel unweigerlich zum Abheben der Strangschale von den Kokillenplatten.In the context of Finnish education, it is assumed that due to an increased gap between the Copper plates of the broad and narrow sides of the liquid steel penetrates into this area. The subsequently solidified steel forms a so-called fin (Steel tongue), due to their mechanical friction when further removal of the strand on additional forces the strand shell box formed are transferred. The wedged strand shell can tear open (Hemophiliacs) or carried away by neighboring areas become. While the strand shell above the tear seam grows, it inevitably occurs in the latter example for lifting the strand shell from the mold plates.
In beiden Fällen weicht das Temperaturprofil in der Kokille von dem des störungsfreien Gießbetriebes ab. Gelangt beim störungsfreiem Gießbetrieb beim Einfließen der heißen Schmelze flüssiger Stahl an die Kupferplatten der Wände 1-4, so steigen die örtlichen Temperaturwerte an. Nach dem Start des eigentlichen Gießvorgangs setzt sich der Temperaturanstieg infolge des Abförderns des Stahlstrangs S ausgehend von der "oberen" Temperaturmeßebene Te1 in der Kokille 5 kontinuierlich auf ein prozeßabhängiges Temperaturniveau fort.In both cases, the temperature profile in the mold deviates from that of the trouble-free casting operation. If liquid steel reaches the copper plates of walls 1-4 during trouble-free casting operation when the hot melt flows in, the local temperature values rise. After the start of the actual casting process, the temperature rise due to the removal of the steel strand S continues continuously from the “upper” temperature measurement level Te1 in the mold 5 to a process-dependent temperature level.
Fließt jedoch beim Füllen der Kokille 5 infolge eines vorhandenen Spaltes zwischen den die Schmalseiten bildenden Wänden 1, 3 und den die Breitseiten der Kokille 5 bildenden Wänden 2, 4 flüssiger Stahl ein, oder wird die Kokillenoberkante mit Stahl übergossen, so wird aufgrund der dann entstehenden "Finne" bzw. des "Aufhängers" das Abfördern der Strangschale S örtlich behindert bzw. blockiert. Infolge dieser Blockierung bleibt während des Gießprozesses der sonst übliche Temperaturanstieg aus. Die in den "oberen" Temperaturmeßebenen Te1 und Te2 erfaßten Temperaturen fallen wegen des anormal starken Schalenwachstums sogar ab. However, when filling the mold 5 due to an existing gap between the walls 1 , 3 forming the narrow sides and the walls 2 , 4 forming the broad sides of the mold 5 , liquid steel flows in or if the upper edge of the mold is poured over with steel, the result is then the resultant "Fin" or the "hanger" locally prevents or blocks the removal of the strand shell S. As a result of this blocking, the otherwise usual temperature rise does not occur during the casting process. The temperatures recorded in the "upper" temperature measurement levels Te1 and Te2 even drop due to the abnormally strong shell growth.
- A) Findet ein über einen kritischen Wert hinausgehendes Unterschreiten einer im Verlauf der instationären Gießphasen des Stranggießens innerhalb eines ersten Zeitintervalls in der ersten und/oder zweiten Ebene ermittelten Maximaltemperatur durch eine Temperatur, die innerhalb eines in zeitlichem Abstand nach dem ersten Zeitintervall beginnenden und spätestens mit dem Ende der instationären Gießphase endenden zweiten Zeitintervalls für ein bestimmtes Meßintervall durch mindestens einen der in der ersten Temperaturmeßebene angeordneten Meßsensoren und/oder durch mindestens einen der in der zweiten Temperaturmeßebene angeordneten Meßsensoren statt,A) Finds something beyond a critical value Fall below one in the course of the transient Casting phases of the continuous casting within a first Time intervals in the first and / or second level maximum temperature determined by a temperature, which within a time interval after the first time interval beginning and at the latest with the end of the unsteady casting phase Time interval for a specific measuring interval at least one of those in the first temperature measurement plane arranged measuring sensors and / or by at least one of the in the second temperature measurement level arranged measuring sensors instead,
besteht eine Durchbruchgefahr.there is a risk of breakthrough.
Indem überwacht wird, ob eine im Verlauf der Anfahrphase des Stranggießens innerhalb eines ersten Zeitintervalls in der ersten und/oder zweiten Ebene ermittelte Maximaltemperatur durch eine Temperatur unterschritten wird, die innerhalb eines in zeitlichem Abstand nach dem ersten Zeitintervall beginnenden und spätestens mit dem Ende der Anfahrphase endenden zweiten Zeitintervalls für ein bestimmtes Meßintervall durch mindestens einen der in der ersten Temperaturmeßebene angeordneten Meßsensoren und/oder durch mindestens einen der in der zweiten Temperaturmeßebene angeordneten Meßsensoren erfaßt wird (Kriterium (B)), läßt sich sicher erkennen, ob es zur "Finnenbildung" bzw. zum "Aufhänger" kommt. In der Praxis kann dies beispielsweise dadurch erfolgen, daß innerhalb der ersten 15 Sekunden nach Start des Gießprozesses (Start der "Hochfahrrampe") eine Bewertung des weiteren Temperaturverlaufs erfolgt. Liegt im Zeitintervall der Hochfahrrampe die Temperatur von zwei Elementen der Temperaturmeßebenen Te1 und/oder Te2 in einem beispielsweise 25 Sekunden nach dem Start der Hochfahrrampe beginnenden Zeitintervall fünf Sekunden lang um mehr als 15% des Meßwertes unterhalb des während des ersten Intervalls der Anfahrphase ermittelten Temperaturmaximums, so ist dies ein eindeutiges Zeichen für einen drohenden Durchbruch infolge der "Finnenbildung" bzw. eines "Strangschalenaufhängers". Durch die unverzügliche Einleitung eines Gießabbruchs wird die drohende Durchbruchgefahr abgewendet.By monitoring whether one in the course of the start-up phase of continuous casting within a first time interval determined in the first and / or second level The temperature falls below the maximum temperature which is within a period of time after the first time interval beginning and at the latest with the Second time interval for a certain measuring interval by at least one of the in the first temperature measuring plane arranged measuring sensors and / or by at least one of those in the second Temperature measuring level arranged measuring sensors is detected (Criterion (B)), it can be seen with certainty whether it "Fin formation" or "hanger" comes. In practice this can be done, for example, that within the first 15 seconds after the start of the casting process (Start of the "ramp") an evaluation of the further Temperature course takes place. Is in the time interval of Ramp the temperature of two elements of the Temperature measurement levels Te1 and / or Te2 in one for example 25 seconds after the start of the Starting ramp starting time interval five seconds long by more than 15% of the measured value below the during of the first interval of the start-up phase Temperature maximum, this is a clear sign for an impending breakthrough as a result of "Fin formation" or a "strand shell hanger". Through the immediate initiation of a casting break the threat of breakthrough is averted.
Beim "Schiefziehen" der Strangschale im Stranggießprozeß geht man davon aus, daß die Strangschale 5 im unteren Bereich der Kokille 5 bzw. kurz unterhalb der Kokille 5 einseitig mechanisch verklemmt. Zu einem solchen Verklemmen kann es kommen, wenn der Kaltstrangkopf 8 mit Stahl hinterlaufen wird, wenn während eines druchgeführten Verbundgusses die Nahtstelle aufreißt, wenn "Finnen" beim Füllen der Kokille 5 mit flüssigem Stahl entstehen oder wenn es zur Entstehung eines "Bluters" kurz unterhalb der Kokille 5 kommt. Die Folge des Schiefziehens besteht darin, daß ausgehend von der als Drehpunkt wirkenden Verkeilung in der Kokille 5, die Strangschale 5 von den angrenzend abgeförderten Bereichen mitgerissen wird. Hierbei hebt die Strangschale S im betroffenen Bereich vollständig oder teilweise von der ihr zugeordneten Wand 1, 2, 3 bzw. 4 der Gießkokille 5 ab und bildet ausgehend von der mechanischen Klemmung einen keilförmigen Luftspalt zwischen Strangoberfläche und Kokille 5. Hierdurch wird die Wärmeabfuhr über die betreffende Wand unterbrochen bzw. deutlich reduziert, woraus resultiert, daß im betroffenen Bereich infolge der örtlich unzureichenden Wärmeabfuhr die Strangschale S aufschmilzt bzw. infolge des Schiefziehens der Strangschale von dem zuvor gebildete Gießspiegel G übergossen wird.When "skewing" the strand shell in the continuous casting process, it is assumed that the strand shell 5 is mechanically jammed on one side in the lower region of the mold 5 or just below the mold 5 . Such jamming can occur if the cold-strand head 8 is trailed with steel, if the seam tears open during a composite casting, if "fins" occur when filling the mold 5 with liquid steel or if a "hemorrhage" occurs just below the mold 5 comes. The consequence of the skewing is that, starting from the wedging in the mold 5 , which acts as a fulcrum, the strand shell 5 is entrained by the adjoining areas. In this case, the strand shell S lifts completely or partially from the wall 1 , 2 , 3 or 4 of the casting mold 5 assigned to it and, based on the mechanical clamping, forms a wedge-shaped air gap between the strand surface and the mold 5 . As a result, the heat dissipation through the wall in question is interrupted or significantly reduced, which results in the strand shell S melting in the affected area as a result of the locally inadequate heat dissipation or the casting mold G being poured over as a result of the skewing of the strand shell.
Indem erfindungsgemäß die örtlichen Temperaturänderungen
in der Kokille 5 bewertet werden, läßt sich die Gefahr
des Schiefziehens der Strangschale 5 sicher erkennen. So
macht sich das Schiefziehen durch einen Temperaturabfall
in einer der oberen Temperaturmeßebenen Te1 bzw. Te2
verknüpft mit einem nahezu zeitgleich auftretenden, durch
das Hinterlaufen des Strangs mit Stahlschmelze
verursachten Temperaturanstieg an den jeweilig
betroffenen Temperaturelementen 6 bemerkbar. Die Gefahr
eines Durchbruchs besteht, wenn
By evaluating the local temperature changes in the mold 5 according to the invention, the danger of the strand shell 5 being drawn obliquely can be recognized. Thus the skewing undergoes a drop in temperature in one of the upper Temperaturmeßebenen Te1 or Te2 linked to an almost simultaneously occurring, caused by the running behind the strand with molten steel temperature rise at the respective temperature concerned elements 6 noticeable. There is a risk of breakthrough if
- A) ausgehend von einem Temperaturabfall der betroffenen örtlich untereinander liegenden Meßsensoren 6 der vier Temperaturmeßebenen T1-T4 in einem gleitenden Zeitfenster an zwei untereinanderliegenden, benachbarten Sensoren 6 über einen kritischen Wert hinausgehende, Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten auftreten.A) starting from a drop in temperature of the locally located measurement sensors 6 of the four temperature measurement levels T1-T4 concerned, temperature rise speeds exceeding a critical value occur at two mutually adjacent sensors 6 in a sliding time window.
Die Vorgabe des zur Auslösung eines Alarms notwendigen Überschreitung eines kritischen Grenzwertes des Temperaturanstiegs ist u. a. durch die Position der Sensoren 6 zur Kokillenheißseite bestimmt und ergibt sich aus der Überschreitung des 0,6 fachen Wertes der ermittelten maximalen örtlichen Temperaturgradienten beim Füllen der Kokille mit flüssigem Stahl. In der Praxis erwiesen sich beispielsweise Temperaturgradienten von über 5 K/s als zuverlässig zur Erkennung drohender Durchbruchgefahren. Dabei sollte, um eine von den während des Anfahrbetriebs auftretenden Ungleichförmigkeiten freie Überwachung des Kriteriums (C) sicherzustellen, die Erfassung des Temperaturanstiegs erst einsetzen, nachdem eine Wegstrecke des Stahlstrangs abgefördert ist, die mindestens dem Differenzbetrag zwischen der Oberkante des Kaltstrangkopfes und der Kokillenunterkante entspricht.The specification of the exceeding of a critical limit value of the temperature rise necessary for triggering an alarm is determined, inter alia, by the position of the sensors 6 on the hot mold side and results from the exceeding of 0.6 times the value of the determined maximum local temperature gradients when the mold is filled with liquid steel. In practice, for example, temperature gradients of over 5 K / s have proven to be reliable for the detection of impending breakthrough risks. In order to ensure that the criterion (C) is monitored free of the irregularities that occur during start-up, the temperature rise should only be recorded after a distance of the steel strand that has at least equaled the difference between the upper edge of the cold strand head and the lower edge of the mold should be removed.
Diag. 1 zeigt den typischen Temperaturverlauf beim Auftreten einer Gießstörung infolge des "Schiefziehens" des Stahlstrangs S. Dabei ist der Verlauf der in der Temperaturmeßebene Te1 erfaßten Temperaturen durch an der jeweiligen Linie angeordnete Kreise, der Verlauf der in der Temperaturmeßebene Te3 erfaßten Temperaturen durch an der jeweiligen Linie angeordnete Dreiecke und der Verlauf der in der Temperaturmeßebene Te4 erfaßten Temperaturen durch an der jeweiligen Linie angeordnete Quadrate kenntlich gemacht. Mit Vg ist der Verlauf des Anstiegs der Gießgeschwindigkeit angezeigt. Mit S ist die Stellung des Stopfens gekennzeichnet, der den Zufluß von Stahl in die Gießkokille 5 regelt. Die Linie S stellt die Entwicklung des Gießspiegels dar. Der Pfeil "D" weist auf den Moment, wo die flüssige Schmelze, die bereits abgehobene Strangschale, hinterläuft. Der Störfall "Schiefziehen" (Kriterium (C)) ist eingetreten. Die zuvor auftretenden minimalen Meßwerte in den Temperaturmeßebenen Te3, Te4 beruhen auf dem Abheben der Strangschale während des "Schiefziehens. Wird ein entsprechendes Notsignal abgegeben, so ist ein Gießabbruch einzuleiten.Diag. 1 shows the typical temperature profile when a casting disturbance occurs as a result of the "skewing" of the steel strand S. Here, the profile of the temperatures recorded in the temperature measurement plane Te1 by circles arranged on the respective line, and the profile of the temperatures recorded in the temperature measurement plane Te3 by the respective line Triangles arranged in a line and the course of the temperatures recorded in the temperature measuring plane Te4 can be identified by squares arranged on the respective line. Vg shows the course of the increase in the casting speed. S is the position of the stopper, which regulates the flow of steel into the casting mold 5 . Line S represents the development of the mold level. The arrow "D" indicates the moment when the liquid melt, the strand shell already lifted, runs behind. The accident "skewing" (criterion (C)) has occurred. The previously occurring minimal measured values in the temperature measurement levels Te3, Te4 are based on the lifting of the strand shell during the "skewing". If a corresponding emergency signal is emitted, the casting must be stopped.
Unter einem Bluter in der Kokille versteht man, daß örtlich in der Kokille eine Strangschwachstelle auftritt und flüssige Schmelze unterhalb des Meniskusbereiches auf die Kupferplatten gelangt. Die Ursache hierfür kann die Bildung eines Risses oder strömungsbedingt (Ausrichtung der Tauchrohre) eine nachträgliche Aufschmelzung der gebildeten Strangschale sein.A bleed in the mold means that A strand weak point occurs locally in the mold and liquid melt below the meniscus area the copper plates arrives. The reason for this can be the Formation of a crack or flow-related (alignment of the immersion tubes) a subsequent melting of the formed strand shell.
Reißt die gebildete Strangschale infolge auftretender thermischer Spannungen in der Kokille 5 auf, oder findet durch ein Anspülen der Strangschale durch die einfließende Schmelze ein erneutes Aufschmelzen der Strangschale S statt und gelangt unterhalb des Gießspiegels flüssige Schmelze auf die Wände 1-4 der Kokille 5, so ist in einem örtlich begrenzten Bereich der Kokille 5 eine deutliche Erhöhung der Temperatur nachzuweisen. Das Temperaturprofil über die Höhe der Kokille 5 weicht in diesem Störfall von dem eines ordnungsgemäß ablaufenden, stationären Gießbetriebs ab.If the strand shell formed tears as a result of thermal stresses in the mold 5 , or if the strand shell is rinsed by the inflowing melt, the strand shell S re-melts and liquid melt reaches the walls 1-4 of the mold 5 below the mold level a significant increase in temperature must be demonstrated in a locally restricted area of the mold 5 . In this fault, the temperature profile over the height of the mold 5 deviates from that of a properly running, stationary casting operation.
Dieser Umstand wird erfindungsgemäß zur Detektierung der Gefahr eines Strangdurchbruchs genutzt, indem eine Bewertung der örtlichen Temperaturgradienten in der Angießphase und während des stationären, geregelten Gießbetriebs durchgeführt wird.According to the invention, this fact is used to detect the Risk of strand breakdown used by a Evaluation of the local temperature gradients in the Sprue phase and during the stationary, regulated Casting operation is carried out.
- A) Dabei werden über einen kritischen Wert hinausgehende Temperaturgradienten, die während eines gleitenden Zeitfensters von jeweils mindestens zwei benachbarten Meßsensoren 6 der zweiten (Te2) und/oder dritten Temperaturmeßebene (Te3) erfaßt werden, als Hinweis auf die bevorstehende Gießstörung gewertet.A) Temperature gradients going beyond a critical value, which are detected during a sliding time window by at least two adjacent measuring sensors 6 of the second (Te2) and / or third temperature measuring plane (Te3), are evaluated as an indication of the impending casting disruption.
Die Vorgabe des zur Auslösung eines Alarms notwendigen kritischen Grenzwertes der Temperaturanstiegsgeschwindigkeit ergibt sich aus der Überschreitung des 0,6 fachen Wertes des ermittelten maximalen örtlichen Temperaturgradienten beim Füllen der Kokille mit flüssigem Stahl und ist u. a. durch die Position des Sensors zur, Kokillenheißseite bestimmt. In der Praxis erwiesen sich beispielsweise Temperaturgradienten von über 5 K/s und ein Zeitfenster von mindestens 3 s als zuverlässig zur Erkennung drohender Durchbruchgefahren.The specification of what is necessary to trigger an alarm critical limit of The rate of temperature rise results from the Exceeding 0.6 times the value of the determined maximum local temperature gradients when filling the Mold with liquid steel and is u. a. through the Position of the sensor on the mold hot side determined. In in practice, for example Temperature gradients of over 5 K / s and a time window of at least 3 s as reliable for detection danger of breakthrough.
Liegt ein entsprechendes Notsignal vor, so wird die Notverzögerung des Gießvorgangs vorgenommen.If there is a corresponding emergency signal, the Emergency delay of the casting process made.
Die Verläßlichkeit der Erkennung eines drohenden Durchbruchs infolge eines "Bluters" kann dabei dadurch gesteigert werden, daß jeweils die von mindestens zwei Meßsensoren einer mehr als zwei Meßsensoren umfassenden Gruppe benachbarter Meßsensoren gelieferten Meßsignale bewertet werden. Umfaßt die Gruppe beispielsweise drei Meßsensoren, so werden die vom ersten und zweiten Meßsensor, oder die vom zweiten und dritten Meßsensor gelieferten Meßwerte bewertet. Die Auswahl der das jeweils berücksichtigte Sensorpaar bildenden Meßsensoren hängt dabei davon ab, wer von den betreffenden Sensoren der Gruppe die höchsten Meßwerte liefert.The reliability of the detection of an impending Breakthrough due to a "hemorrhage" can result be increased that in each case by at least two Measuring sensors of a more than two measuring sensors Group of adjacent measuring sensors delivered measuring signals be rated. For example, the group includes three Measuring sensors, so are the first and second Measuring sensor, or that of the second and third measuring sensor delivered measured values evaluated. The selection of that measuring sensors that are taken into account in each case depends on who of the sensors in question provides the group with the highest measured values.
Beim Stranggießen von Stahl oszilliert die Kokille,
wodurch ein Verschweißen der gebildeten Strangschale mit
dem Kupfer vermieden wird. Zusätzlich werden die
entstehenden Reibwerte durch die Erzeugung eines
Schlackenschmierfilms reduziert. Während des
Gießprozesses kann es jedoch vorkommen, daß infolge der
Relativbewegung zwischen Kokille und Strangschale oder
einer Mangelschmierung die übertragenen Reibkräfte die
mechanische Festigkeit der soeben gebildeten Strangschale
überschreiten. Die Folge ist ein örtliches Aufreißen der
Strangschale, wobei der oberhalb der Rißstelle liegende
Bereich nicht weiter abgefördert wird ("Kleber"). Z. B.
beim Auftreten eines Klebers während des stationären
Gießbetriebs soll die Festigkeit der Strangschale durch
eine Gießgeschwindigkeitsreduzierung (Notverzögerung)
erhöht und dadurch die drohende Durchbruchgefahr
abgewendet werden. Zur Überprüfung des "Ausheilzustands"
der Strangschale während der Fortsetzung des
Gießprozesses nach einer Notverzögerung bedarf es einer
Kontrolle der Temperaturmeßwerte in den die Wände 1-4
der Kokille 5 bildenden Kupferplatten. Zur Beurteilung
des "Ausheilungszustandes" der Stelle des Strangs S in
der Kokille 5, an der es zu der Störung gekommen ist,
wird erfindungsgemäß überprüft, ob die Temperaturen in
der Gießkokille mit zunehmender Gießgeschwindigkeit nach
dem Durchlaufen eines Temperaturminimums im Bereich der
Temperaturebene Te1, Te2 ansteigen und nach dem
Durchlaufen eines Temperaturmaximums in der unteren
Hälfte der Kokille Te3, Te4 wieder abfallen. Wird dabei
ein zeitlicher Versatz zwischen der Zunahme der
Gießgeschwindigkeit und der Zunahme des
Temperaturanstieges der Temperaturebene Te1, Te2
festgestellt, so beruht dieser darauf, daß die sich
während der Notverzögerung bildende dickere Strangschale
S zunächst die Wegstrecke zwischen Gießspiegel und der
zugehörigen Temperaturebene der Kokille 5 durchlaufen
muß, bevor der heißere Stahl und damit einhergehend eine
dünnere Strangschale in den Meßbereich der
Temperatursensoren 6 gelangt. Die Bewertung des
Ausheilzustands ist somit erfindungsgemäß mit einem
Temperaturanstieg an der Temperaturebene, die oberhalb
der Strangschalen-Schwachstelle lag, verbunden. Zur
kontrollierten Prozeßsteuerung in der Wiederanfahrphase
nach einer Notverzögerung wird erfindungsgemäß der
Gießprozeß fortgesetzt solange mindestens eines der
folgenden Kriterien erfüllt ist:
When steel is continuously cast, the mold oscillates, which prevents welding of the formed shell with the copper. In addition, the resulting friction values are reduced by creating a slag lubrication film. During the casting process, however, it can happen that the transmitted frictional forces exceed the mechanical strength of the strand shell just formed due to the relative movement between the mold and the strand shell or insufficient lubrication. The result is a local tearing open of the strand shell, the area above the tear point being no longer conveyed away (“adhesive”). For example, if an adhesive occurs during stationary casting, the strength of the strand shell should be increased by reducing the casting speed (emergency delay) and thereby averting the risk of breakthrough. To check the "healing state" of the strand shell during the continuation of the casting process after an emergency delay, it is necessary to check the temperature measurements in the copper plates forming the walls 1-4 of the mold 5 . In order to assess the "state of healing" of the position of the strand S in the mold 5 at which the fault has occurred, the invention checks whether the temperatures in the casting mold increase with the casting speed after passing through a temperature minimum in the region of the temperature level Te1, Te2 rise and fall again after passing through a temperature maximum in the lower half of the mold Te3, Te4. If a time offset is found between the increase in the casting speed and the increase in the temperature rise of the temperature level Te1, Te2, this is due to the fact that the thicker strand shell S formed during the emergency deceleration first runs through the distance between the casting level and the associated temperature level of the mold 5 must, before the hotter steel and thus a thinner strand shell reaches the measuring range of the temperature sensors 6 . The evaluation of the healing state is thus, according to the invention, associated with an increase in temperature at the temperature level which was above the strand shell weak point. For controlled process control in the restart phase after an emergency deceleration, the casting process is continued according to the invention as long as at least one of the following criteria is met:
- A) Die aktuellen Temperaturwerte der ersten Temperaturmeßebene Te1 liegen zum Zeitpunkt nach Ausförderung einer der Differenzweglänge zwischen der Position der Störstelle und der Kokillenunterkante entsprechenden Stranglänge benötigten Zeit oberhalb der in der dritten und/oder vierten Temperaturmeßebene erfaßten Meßwerte.A) The current temperature values of the first Temperature measurement level Te1 are at the time Export one of the difference path length between the position of the defect and the Mold length corresponding to the length of the mold required time above that in the third and / or fourth temperature measurement level detected Readings.
- B) Die aktuellen Temperaturwerte der ersten Temperaturmeßebene Te1 liegen zum Zeitpunkt nach Ausförderung einer der Differenzweglänge zwischen der Position der Störstelle und der Kokillenunterkante entsprechenden Stranglänge benötigten Zeit oberhalb des Temperaturminimums, welches in der ersten Temperaturmeßebene im Zeitintervall ermittelt wird, das zwischen der Auslösung der Notverzögerung und der zurückgelegten Differenzweglänge zwischen der Position der Störstelle und der Kokillenunterkante entsprechenden Stranglänge benötigten Zeit vergeht.B) The current temperature values of the first Temperature measurement level Te1 are at the time Export one of the difference path length between the position of the defect and the Mold length corresponding to the length of the mold required time above the minimum temperature, which in the first temperature measurement level in Time interval is determined between the Triggering the emergency delay and the distance traveled Difference path length between the position of the Impurity and the lower edge of the mold Strand length passes time required.
- C) Die erfaßten Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten in der dritten und/oder vierten Temperaturmeßebene liegen zum Zeitpunkt nach Ausförderung einer der Differenzweglänge zwischen der Position der Störstelle und der Kokillenunterkante entsprechenden Stranglänge benötigten Zeit für ein vorgegebenes Zeitfenster unterhalb der Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten der ersten und/ oder zweiten Temperaturmeßebene wobei ein kritischer Grenzwert nicht in der Praxis typischerweise bei 8 K/s an der dritten und/oder unteren vierten Temperaturmeßebene überschritten werden darf.C) The recorded temperature rise rates in the third and / or fourth temperature measurement level are one of the Difference path length between the position of the Impurity and the lower edge of the mold Strand length required time for a given Time window below the Temperature rise rates of the first and / or second temperature measurement level being a critical Limit value not in practice typically at 8 K / s on the third and / or lower fourth Temperature measurement level may be exceeded.
Ist keines der Kriterien (E) bis (G) erfüllt, so deutet dies auf einen Fehler beim Anfahren hin, und es wird erneut die Notverzögerung eingeleitet.If none of the criteria (E) to (G) is met, indicates this indicates an error when starting off and it will the emergency delay initiated again.
11
, .
22
, .
33
, .
44
Wände der Kokille Walls of the mold
55
55
Kokille
mold
66
Meßsensoren
measuring sensors
77
Kokillenunterkante
Kokillenunterkante
88th
Kaltstrangkopf
A Abstand zwischen der Ebene Tm1 und der
ersten Temperaturmeßebene Te1
B Abstand
G Gießspiegel
L Längsachse der Kokille Dummy bar head
A distance between the plane Tm1 and the first temperature measurement plane Te1
B distance
G casting mirror
L Long axis of the mold
55
S Strangschale/Stahlstrang
Te1, Te2, Te3, Te4 Temperaturmeßebenen
Tmax Ebene des Temperaturmaximums in der
Kokille S strand shell / steel strand
Te1, Te2, Te3, Te4 temperature measurement levels
Tmax Level of the maximum temperature in the mold
55
Tmin Ebene des Temperaturminimums in der Kokille Tmin level of the minimum temperature in the mold
55
Claims (22)
mindestens eine vorzugsweise zwei Temperaturmeßebenen Te1/Te2 in der in Förderrichtung zuerst durchlaufenden oberen Hälfte der Gießkokille angeordnet sind.
mindestens eine vorzugsweise zwei Temperaturmeßebenen Te3/Te4 in der in Förderrichtung durchlaufenden unteren Hälfte der Gießkokille angeordnet sind.1.Device for recognizing the danger of a break in the steel strand during the continuous casting of steel in a casting mold with its measuring signals to measuring sensors delivering an evaluation device, which are arranged in at least two preferably four temperature measuring planes spaced apart from one another and normal to the conveying direction, distributed around the circumference of the casting mold, in which
at least one, preferably two, temperature measurement planes Te1 / Te2 are arranged in the upper half of the casting mold which first passes in the conveying direction.
at least one, preferably two, temperature measuring planes Te3 / Te4 are arranged in the lower half of the casting mold which passes through in the conveying direction.
- A) Kaltstrangkopf hinterlaufen
Über einen kritischen Wert hinausgehender, an mindestens einem Thermoelement der unterhalb des Kaltstrangkopfs positionierten Temperaturebene TE4 vor der Gießgeschwindigkeitsaufnahme in der Angießphase ein kritischer Temperaturgradient überschritten wird. - B) Finnenbildung, Strangaufhänger
Über einen kritischen Wert hinausgehendes Unterschreiten einer im Verlauf der Anfahrphase des Stranggießens innerhalb eines ersten Zeitintervalls in der ersten und/oder zweiten Ebene ermittelten Maximaltemperatur durch eine Temperatur, die innerhalb eines in zeitlichem Abstand nach dem ersten Zeitintervall beginnenden und spätestens mit dem Ende der instationären Angießphase endenden zweiten Zeitintervalls für ein bestimmtes Meßintervall durch mindestens einen der in der ersten Temperaturmeßebene angeordneten Meßsensoren und/oder durch mindestens einen der in der zweiten Temperaturmeßebene angeordneten Meßsensoren erfaßt wird, - C) Schiefziehen
Ausgehend von einem Temperaturabfall weisen die betroffenen, örtlich untereinander liegenden Meßsensoren 6, der vier Temperaturmeßebenen Te1- Te4 in einem gleitenden Zeitfenster an zwei untereinanderliegenden, benachbarten Sensoren 6 über einen kritischen Wert hinausgehende Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten auf. - D) Bluter
Über einen kritischen Wert hinausgehende Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten, die während eines gleitenden Zeitfensters von jeweils mindestens zwei benachbarten Meßsensoren 6 der zweiten (Te2) und/oder dritten Temperaturmeßebene (Te3) erfaßt werden.
die erste Temperaturmeßebene nahe des in der Gießkokille zu erwartenden Temperaturmaximums positioniert ist,
die zweite Temperaturmeßebene in einem für die Messung einer Temperaturdifferenz ausreichenden Abstand in Förderrichtung unterhalb der ersten Temperaturmeßebene positioniert ist,
die dritte Temperaturmeßebene im Bereich eines in der Gießkokille zu erwartenden Temperaturminimums in Förderrichtung unter der zweiten Temperaturebene positioniert ist und
die vierte Temperaturmeßebene im Bereich des Kaltstrangkopfes der Gießkokille positioniert ist.10. A method for monitoring the continuous casting of steel in a casting mold, in which in at least two, preferably four, temperature measuring planes spaced apart in the conveying direction, the course of the temperature present in the respective temperature measuring plane is detected by means of measuring sensors arranged in the respective temperature measuring plane in the casting mold and at which, in the presence of at least one of the following criteria, sends an emergency signal indicating the risk of a break in the steel strand for the following specified accidents:
- A) Run behind the cold strand head
Beyond a critical value, a critical temperature gradient is exceeded on at least one thermocouple of the temperature level TE4 positioned below the cold strand head before the casting speed is recorded in the pouring phase. - B) Fin formation, strand hanger
If the temperature falls below a critical value in the course of the start-up phase of the continuous casting within a first time interval in the first and / or second level by a temperature that starts within a time interval after the first time interval and at the latest with the end of the transient casting phase ending second time interval for a certain measuring interval is detected by at least one of the measuring sensors arranged in the first temperature measuring plane and / or by at least one of the measuring sensors arranged in the second temperature measuring plane, - C) Skewing
Starting from a drop in temperature, the affected, locally mutually lying measuring sensors 6 , of the four temperature measuring levels Te1-Te4 have, in a sliding time window on two mutually adjacent sensors 6, temperature rise speeds exceeding a critical value. - D) bleeders
Temperature rise speeds exceeding a critical value, which are detected during a sliding time window by at least two adjacent measuring sensors 6 of the second (Te2) and / or third temperature measuring plane (Te3).
the first temperature measurement plane is positioned close to the temperature maximum to be expected in the casting mold,
the second temperature measurement plane is positioned at a sufficient distance in the conveying direction below the first temperature measurement plane for measuring a temperature difference,
the third temperature measurement level is positioned in the region of a temperature minimum to be expected in the casting mold in the conveying direction below the second temperature level and
the fourth temperature measurement plane is positioned in the area of the cold strand head of the casting mold.
- A) Die aktuellen Temperaturwerte der ersten Temperaturmeßebene Te1 liegen zum Zeitpunkt nach Ausförderung einer der Differenzweglänge zwischen der Position der Störstelle und der Kokillenunterkante entsprechenden Stranglänge benötigten Zeit oberhalb der in der dritten und/oder vierten Temperaturmeßebene erfaßten Meßwerte.
- B) Die aktuellen Temperaturwerte der ersten Temperaturmeßebene Te1 liegen zum Zeitpunkt nach Ausförderung einer der Differenzweglänge zwischen der Position der Störstelle und der Kokillenunterkante entsprechenden Stranglänge benötigten Zeit oberhalb des Temperaturminimums, welches in der ersten Temperaturmeßebene im Zeitintervall ermittelt wird, das zwischen der Auslösung der Notverzögerung und der zurückgelegten Differenzweglänge zwischen der Position der Störstelle und der Kokillenunterkante entsprechenden Stranglänge benötigten Zeit vergeht.
- C) Die erfaßten Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten in der dritten und/oder vierten Temperaturmeßebene liegen zum Zeitpunkt nach Ausförderung einer der Differenzweglänge zwischen der Position der Störstelle und der Kokillenunterkante entsprechenden Stranglänge benötigten Zeit für ein vorgegebenes Zeitfenster unterhalb der Temperaturanstiegsgeschwindigkeiten der ersten und/oder zweiten Temperaturmeßebene, wobei ein kritischer Grenzwert nicht überschritten werden darf.
- A) The current temperature values of the first temperature measurement level Te1 are above the measured values recorded in the third and / or fourth temperature measurement level at the point in time after the extraction of a strand length corresponding to the difference path length between the position of the defect and the lower mold edge.
- B) The current temperature values of the first temperature measurement level Te1 are above the minimum temperature at the time after the extraction of a length of time corresponding to the length of the difference path between the position of the defect and the lower mold edge, which is determined in the first temperature measurement level in the time interval between the triggering of the emergency delay and the difference in distance traveled between the position of the defect and the length of the mold corresponding to the lower edge of the mold passes.
- C) The detected temperature rise speeds in the third and / or fourth temperature measurement plane are at the point in time after extraction of a time length corresponding to the difference path length between the position of the fault location and the lower mold edge for a predetermined time window below the temperature rise speeds of the first and / or second temperature measurement plane, whereby a critical limit must not be exceeded.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8304 | Grant after examination procedure | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: THYSSENKRUPP STEEL AG, 47166 DUISBURG, DE |
|
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: THYSSENKRUPP STEEL EUROPE AG, 47166 DUISBURG, DE |
|
| R071 | Expiry of right |