DE10160739C2 - Method and device for cooling the copper plates of a continuous casting mold for liquid metals, in particular for liquid steel - Google Patents
Method and device for cooling the copper plates of a continuous casting mold for liquid metals, in particular for liquid steelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Kühlen der Kupferplat ten einer Stranggießkokille für flüssige Metalle, insbesondere für flüssigen Stahl, mit in Kühlkanälen geführtem Kokillenkühlmittel und während der Geschwindigkeits-An fahrrampe auf Soll-Gießgeschwindigkeit oder Überschreiten der Soll-Gießgeschwin digkeit abweichender Kupferplatten-Soll-Hauttemperatur, wobei bei wechselnder Gießgeschwindigkeit zwischen 1 m/min bis maximal 12 m/min die Kupferplatten- Hauttemperatur durch eine quantitative Korrektur der Kokillen-Kühlmittelmenge und/ oder der Kokillenkühlmittel-Einlauftemperatur abhängig von der aktuellen Gießge schwindigkeit und abhängig von der Kupferplattendicke auf eine gewollte, konstante Größe eingestellt wird.The invention relates to a method and a device for cooling the copper plate with a continuous casting mold for liquid metals, in particular for liquid steel in coolant channeled coolant and during the speed start Driving ramp to the target casting speed or exceeding the target casting speed different skin plate temperature, with changing Casting speed between 1 m / min and a maximum of 12 m / min the copper plate Skin temperature through a quantitative correction of the amount of mold coolant and / or the mold coolant inlet temperature depending on the current casting speed and depending on the copper plate thickness to a desired, constant Size is set.
Aus der DE 41 27 333 C2 ist ein Verfahren bekannt, im Bereich der höchsten Tem peraturbelastung das Kühlmittel mit Maximalgeschwindigkeit zu leiten. Dadurch wird die Wärmeabfuhr verbessert und die Temperatur der Kokillenplatte verringert. Au ßerdem wird eine Verkleinerung der Temperaturunterschiede über die Höhe der Ko kille und eine daraus folgende Spannungsverminderung und Verlängerung der Standzeit der Kokillenwände angestrebt. Dieses Verfahren berücksichtigt jedoch nicht eine veränderte, insbesondere eine erhöhte sehr hohe Gießgeschwindigkeit. From DE 41 27 333 C2 a method is known in the area of the highest temperature the coolant at maximum speed. This will improves heat dissipation and reduces the temperature of the mold plate. Au In addition, a decrease in temperature differences over the height of the Ko kille and a consequent reduction in tension and extension of the Service life of the mold walls sought. However, this procedure takes into account not a changed, especially an increased, very high casting speed.
Derartige Stranggießkokillen zum Gießen von flüssigem Stahl werden bei im allge meinen angewendeten, bekannten Verfahren gekühlt, indem das Kokillenkühlmittel beim Einlauf in die Stranggießkokille in seiner Menge und seiner Temperatur unab hängig von der Gießgeschwindigkeit konstant gehalten wird. Die Folge dieser Verfahrensweise ist, dass mit steigender Gießgeschwindigkeit die Wärmebelastung, gemessen in W/m2, und damit auch die Kupferplatten-Hauttemperatur und hier be sonders beim Gießen mit Gießgeschwindigkeiten über 4 m/min stark ansteigt. Die ser Temperaturanstieg bei einer vorgegebener Kupferplattendicke von beispielswei se 20 mm zwischen Kokillenkühlmittel und Heißseite führt im Fall des Einsatzes von Gießpulverschlacke zwischen Strangschale und Kokillenkupferplatte zum einen zu unterschiedlichem Schmierverhalten und unterschiedlicher Wärmebelastung und zum anderen zu verkürzten Standzeiten der Kokillenkupferplatten bedingt durch die Überschreitung der Rekristallisationstemperatur von kaltgewalztem Kupfer.Such continuous casting molds for the casting of liquid steel are cooled in generally known methods used by the mold coolant is kept constant regardless of the casting speed in the amount and its temperature when entering the continuous casting mold. The consequence of this procedure is that as the casting speed increases, the thermal load, measured in W / m 2 , and thus also the copper plate skin temperature, and especially when casting at casting speeds above 4 m / min, increases sharply. This temperature rise for a given copper plate thickness of 20 mm between the mold coolant and the hot side, for example, results in different lubrication behavior and different heat loads when using powdered casting slag between the strand shell and the mold copper plate and, on the other hand, shortened tool life of the mold copper plates due to the recrystallization temperature being exceeded cold rolled copper.
Diese sich ergebenden Nachteile bei steigender Gießgeschwindigkeit aber auch bei steigender Kupferplattendicke führen zu Störungen des Gießprozesses und/oder zu Oberflächenfehlern in der Strangschale und zu Rissen in der Kupferplattenober fläche.The resulting disadvantages with increasing casting speed but also with increasing copper plate thickness lead to disruptions in the casting process and / or to surface defects in the strand shell and to cracks in the copper plate top area.
Die Störungen treten sowohl bei einem Wasserlauf in der Stranggießkokille von un ten nach oben als auch von oben nach unten auf. Es kann aber festgestellt werden, dass beim Wasserlauf von oben nach unten die Kupferplatten-Hauttemperatur sich niedriger einstellt als beim Wasserlauf von unten nach oben.The disturbances occur both in a watercourse in the continuous casting mold of un th up and down from the top. But it can be determined that the copper plate skin temperature increases from top to bottom set lower than the water flow from bottom to top.
Das eingangs bezeichnete Verfahren ist aus der EP 1 103 323 A2 bekannt. Dieses Verfahren berücksichtigt eine wechselnde Gießgeschwindigkeit und die dabei auf tretende, unterschiedliche Kupferplatten-Hauttemperatur durch Korrigieren der Ko killen-Kühlmittelmenge und/oder der Einlauftemperatur in Abhängigkeit von der ak tuellen Gießgeschwindigkeit und abhängig von der Kupferplattendicke. Die Vorge hensweise beim Einstellen dieser Größen wird jedoch nicht näher erläutert.The method described at the outset is known from EP 1 103 323 A2. This The process takes into account a changing pouring speed and the process occurring, different copper plate skin temperature by correcting the knockout Killen coolant amount and / or the inlet temperature depending on the ak current casting speed and depending on the copper plate thickness. The pre However, setting these sizes is not explained in detail.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das Regeln der Rechengrößen bezüg lich der Kupferplatten-Hauttemperatur Vorgaben für ein genaueres Regeln vorzu schlagen.The object of the invention is to regulate the arithmetic variables The copper plate skin temperature prefers specifications for more precise control beat.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die gewollte, kon stante Kupferplatten-Hauttemperatur im Gießspiegelbereich konstant eingestellt wird, indem das Kokillenkühlmittel von oben nach unten durch die Kühlkanäle geführt wird und dass zum Regeln der Kokillen-Kühlmittelmenge und/oder der Kokillenkühlmittel- Einlauftemperatur Prozessdaten und Anlagen-Daten, die in Regelgrößen zu einem online-Simulationsmodell verarbeitet werden, eingesetzt werden. Dadurch kann die Kupferplatten-Hauttemperatur abhängig von der Gießgeschwindigkeit auch bei un terschiedlichen Kupferplattendicken günstig ausgewählt und konstant gehalten wer den. Außerdem sind konstante Bedingungen für das Schmierverhalten von Gießpul verschlacke, die auf dem Gießspiegel aus dem verwendeten Gießpulver erschmol zen wird (falls Gießpulver zum Einsatz kommt) gegeben. Weiterhin sind Vorteile durch Kokillenkupferplatten, die nicht mehr bis zur Rekristallisation des Kupfers be ansprucht und daher weniger rissig werden, zu erzielen. Weitere Vorteile sind eine verbesserte Strangoberflächenqualität und Gießsicherheit unabhängig von der Gieß geschwindigkeit und der Kupferplattendicke für ausgewählte Arbeitsfenster. Damit wird auch das Ausbringen erhöht.The object is achieved according to the invention in that the desired, con constant copper plate skin temperature is constantly set in the area of the mold level, by passing the mold coolant through the cooling channels from top to bottom and that to regulate the amount of mold coolant and / or the mold coolant Inlet temperature process data and plant data, which are controlled variables at one online simulation model are processed, used. This allows the Copper plate skin temperature depending on the casting speed even at un Different copper plate thicknesses are cheaply selected and kept constant the. There are also constant conditions for the lubrication behavior of casting powder slag that melted on the mold level from the mold powder used Zen is given (if mold powder is used). There are also advantages by mold copper plates, which no longer be until the recrystallization of the copper stressed and therefore less cracked to achieve. Other advantages are one improved strand surface quality and casting reliability regardless of the casting speed and the copper plate thickness for selected work windows. In order to output is also increased.
Weitere Vorteile ergeben sich dadurch, dass der Gießstrang mit Gießpulver vergos sen wird.Further advantages result from the fact that the casting strand is potted with casting powder will.
Die Genauigkeit des Verfahrens kann noch gesteigert werden, indem eine unmittel bare Bestimmung der Kupferplatten-Hauttemperatur im Gießspiegelbereich zusätz lich zum online-Simulationsmodell eingesetzt wird.The accuracy of the method can be increased even further by an immediate additional determination of the copper plate skin temperature in the area of the mold level is used for the online simulation model.
Eine Einrichtung zur Kühlung der Kupferplatten einer Stranggießkokille, insbesondere für flüssigen Stahl, mit von Kokillenkühlmittel durchströmten Kühlkanälen, löst die Aufgabe, für das Regeln der Regelgrößen bezüglich der Kupferplatten- Hauttemperatur Vorgaben für eine genauere Regelung vorzuschlagen, erfindungs gemäß dadurch, dass ein Prozessrechner, der mit Prozessdaten und Anlagendaten für ein online-Simulationsmodell für Regelgrößen zur Regelung der Kokillenkühlmit tel-Einlauftemperatur und/oder der Kokillen-Kühlmittelmenge versorgt wird, ein Dreiwegeventil und ein Regelventil sowie eine drehzahlgeregelte Pumpe im Kokillen- Kühlmittelkreislauf steuert. Dadurch kann die Kupferplatten-Hauttemperatur auf der Heißseite schon bei Gießbeginn wesentlich niedriger als bisher eingehalten werden und die Kupferplatte wird in einer Art geschont, dass die Rekristallisationstemperatur des Kupfers bei weitem nicht erreicht wird. Dieser Vorteil wirkt sich in großen Berei chen der Gießgeschwindigkeit aus.A device for cooling the copper plates of a continuous casting mold, in particular for liquid steel, with cooling channels through which mold coolant flows, solves the Task for regulating the control variables with regard to the copper plate To propose skin temperature specifications for a more precise regulation, fiction according to the fact that a process computer with process data and system data for an online simulation model for controlled variables for controlling the mold cooling tel inlet temperature and / or the amount of mold coolant is supplied Three-way valve and a control valve as well as a speed-controlled pump in the mold Coolant circuit controls. This can cause the copper plate skin temperature on the The hot side can be kept much lower than before at the start of casting and the copper plate is spared in a way that the recrystallization temperature of copper is far from being achieved. This advantage affects large areas adjust the casting speed.
Nach einer anderen Ausgestaltung kann der Kokillen-Kühlmitteleinlauf beabstandet oberhalb des Gießspiegels angeordnet sein.According to another embodiment, the mold coolant inlet can be spaced apart be arranged above the liquid level.
Weiterhin dient es der Schonung der Strangschale des Gießstrangs, dass dem Gieß strang beim Gießen Gießpulver zuführbar ist.Furthermore, it serves to protect the strand shell of the casting strand that the casting strand is pourable when pouring mold powder.
Diese Regelung kann außerdem gemäß einer weiteren Ausgestaltung derart vorge nommen werden, dass zusätzlich eine Einrichtung zur Bestimmung der Kupferplat ten-Hauttemperatur im Gießspiegelbereich zur Regelung der Kokillenkühlmittel- Einlauftemperatur und/oder der Kokillen-Kühlmittelmenge einsetzbar ist.According to a further embodiment, this regulation can also be provided in this way be taken that in addition a device for determining the copper plate skin temperature in the area of the mold level to regulate the mold coolant Inlet temperature and / or the amount of mold coolant can be used.
Dabei besteht eine weitere Ausgestaltung darin, dass als Prozess-Daten die Mess- Daten am Ausgang eines Wärmetauschers dem Prozessrechner zuführbar sind.A further embodiment consists in the fact that the process data Data at the output of a heat exchanger can be fed to the process computer.
Noch genauer wird die Regelung dadurch, dass als Prozess-Daten die Messdaten einer unmittelbaren Bestimmung der Kupferplatten-Hauttemperatur im Gießspiegel bereich dem Prozessrechner zuführbar sind. The control becomes even more precise in that the process data are the measurement data an immediate determination of the copper plate skin temperature in the mold level area can be fed to the process computer.
Als weitere Verbesserung kommt in Betracht, dass als Prozess-Daten die Messdaten der Einlauftemperatur des Kokillenkühlmittels hinter einer Pumpenstation dem Pro zessrechner zuführbar sind.Another improvement is the fact that the process data are the measurement data the inlet temperature of the mold coolant behind a pump station the Pro process computers can be fed.
Vorteilhaft ist ferner, dass das über den Prozessrechner gesteuerte Regelventil dem Dreiwegeventil des Wärmetauschers vorgeschaltet ist.It is also advantageous that the control valve controlled by the process computer Three-way valve of the heat exchanger is connected upstream.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das nachstehend näher er läutert wird.In the drawing, an embodiment is shown, which he below in more detail is refined.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1A ein Blockschaltbild des Kühlkreislaufs einer klassischen Kokille, Fig. 1A is a block diagram of the cooling circuit of a conventional mold,
Fig. 1B das zugehörige Blockschaltbild des Kühlkreislaufs einer sog. ISO- Kokille gemäß der Erfindung, FIG. 1B, the corresponding block diagram of the cooling circuit of a so-called. ISO mold according to the invention,
Fig. 2A ein Gießgeschwindigkeits-Profil mit Wärmestrom über der Zeit, Fig. 2A is a Gießgeschwindigkeits profile with heat flow over the time,
Fig. 2B der Wärmeverlauf bei einer herkömmlichen Kühlung, Fig. 2B of the thermal history of a conventional cooling system,
Fig. 2C der gewollte Wärmeverlauf gemäß der Erfindung, FIG. 2C, the unwanted thermal history in accordance with the invention,
Fig. 2D der gewollte Wärmeverlauf bei eingeregelter Kupferplatten-Haut temperatur und Fig. 2D the desired heat profile with regulated copper plate skin temperature and
Fig. 3 einen Vergleich des Standes der Technik mit der Erfindung anhand der Temperatur-Kurven über der Gießgeschwindigkeit unter Be rücksichtigung des Kühlmittellaufs von oben nach unten und von unten nach oben in der Stranggießkokille. Fig. 3 shows a comparison of the prior art with the invention based on the temperature curves over the casting speed, taking into account the coolant run from top to bottom and from bottom to top in the continuous casting mold.
Gemäß dem Stand der Technik (Fig. 1A) wird eine Stranggießkokille 1, in die flüssi ger Stahl gegossen wird, in der Art gekühlt, dass das Kokillenkühlmittel 2 am Kokil len-Kühlmitteleinlauf 3 in die Stranggießkokille 1 in seiner Kokillen- Kühlmittelmenge 4 und seiner Kokillenkühlmittel-Einlauftemperatur 5 unabhängig von der Gießge schwindigkeit 6 konstant gehalten wird. According to the prior art ( Fig. 1A), a continuous casting mold 1 , into which liquid steel is poured, is cooled in such a way that the mold coolant 2 at the Kokil len coolant inlet 3 into the continuous casting mold 1 in its mold coolant quantity 4 and its Chill coolant inlet temperature 5 regardless of the Gießge speed 6 is kept constant.
Diese Verfahrensweise bedeutet, dass mit steigender Gießgeschwindigkeit 6 die Wärmebelastung 7 in W/m2 (vgl. Fig. 2A) und damit auch die Kupferplatten- Hauttemperatur 8 ansteigt und besonders beim Gießen mit steigender Gießge schwindigkeit 6 von bis zu 12 m/min stark ansteigt. Der Temperaturanstieg bei vor gegebener Kupferplattendicke 9, z. B. von 20 mm, zwischen Kühlmittel und Heißseite führt bei Anwesenheit von Gießpulverschlacke 10 zwischen der Strangschale des Gießstrangs 11 und Kokillenkupferplatte 1.1 zum einen zu unterschiedlichem Schmierverhalten und Wärmebelastung 7 und zum anderen zu verkürzten Standzei ten der Kokillen-Kupferplatten 1.1, was durch die Überschreitung der Rekristallisa tions-Temperatur 12 von kaltgewalztem Kupfer bedingt ist (vgl. Fig. 3).This procedure means that with increasing casting speed 6, the heat load 7 in W / m 2 (see FIG. 2A) and thus also the copper plate skin temperature 8 increases, and especially when casting with increasing casting speed 6 of up to 12 m / min increases. The temperature rise for a given copper plate thickness 9 , z. B. 20 mm, between the coolant and heat-side leads in the presence of casting powder slag 10 between the strand shell the cast strand 11 and Kokillenkupferplatte 1.1 firstly to different lubricating performance and heat load 7, and on the other to shortened Standzei the mold copper plates th 1.1, which by exceeding the recrystallization temperature 12 is caused by cold-rolled copper (cf. FIG. 3).
Diese bei steigender Gießgeschwindigkeit 6 und/oder mit steigender Kupferplatten dicke 9 sich ergebenden Nachteile führen zu Störungen des Gießprozesses bzw. zu Oberflächenfehlern in der Strangschale und zu Rissen in der Kupferplattenoberflä che.These with increasing casting speed 6 and / or with increasing copper plates thick 9 resulting disadvantages lead to disturbances in the casting process or surface defects in the strand shell and to cracks in the copper plate surface.
Die Störungen treten sowohl bei einem Wasserlauf 13.1 des Kokillenwassers 13 in der Stranggießkokille 1 von unten nach oben als auch bei einem Wasserlauf 13.2 von oben nach unten auf (vgl. Fig. 3). Allerdings kann festgestellt werden, dass beim Wasserlauf 13.2 von oben nach unten die Kupferplatten-Hauttemperatur 8 sich nied riger einstellt als beim Wasserlauf 13.1 von unten nach oben.The disturbances occur both with a water course 13.1 of the mold water 13 in the continuous casting mold 1 from bottom to top and with a water course 13.2 from top to bottom (see FIG. 3). However, it can be stated that the copper plate skin temperature 8 is set lower in the water course 13.2 from top to bottom than in the water course 13.1 from bottom to top.
In Fig. 1A (Stand der Technik) ist die Stranggießkokille 1 durch einen inneren Kühl mittelkreislauf 19 und einen äußeren Kühlmittelkreislauf 20 gekühlt. Der äußere Kühlmittelkreislauf 20, der über einen Wärmetauscher 21 läuft, dient zum Kühlen des Kokillenkühlmittels 2 im inneren Kühlmittelkreislauf 19.In Fig. 1A (prior art), the continuous casting mold 1 is cooled by an inner coolant circuit 19 and an outer coolant circuit 20 . The outer coolant circuit 20 , which runs via a heat exchanger 21 , serves to cool the mold coolant 2 in the inner coolant circuit 19 .
Der innere Kühlmittelkreislauf 19 wird derart über den Wärmetauscher 21 geführt, dass die Kokillen-Kühlmittelmenge 4, die über eine Pumpe 22 konstant eingestellt wird, in ihrer Einlauftemperatur 23 (Tin) unabhängig von der Gießgeschwindigkeit 6 ebenfalls konstant gehalten wird.The internal coolant circuit 19 is guided over the heat exchanger 21 in such a way that the amount of mold coolant 4 , which is set constant by means of a pump 22, is also kept constant in its inlet temperature 23 (T in ) regardless of the casting speed 6 .
Dazu dienen ein Dreiwegeventil 24, ein Bypass 25 und eine Regelstrecke 26 zwi schen einer Tin-Messvorrichtung für die Einlauftemperatur 23 (Tin) und dem Dreiwe geventil 24. In der Regel wird das Kokillenkühlmittel 2 als Wasserlauf 13.1 von unten nach oben geführt, bei Dünnstranganlagen auch als Wasserlauf 13.2 von oben nach unten.A three-way valve 24 , a bypass 25 and a control path 26 serve between a T in measuring device for the inlet temperature 23 (T in ) and the three-way valve 24 . As a rule, the mold coolant 2 is guided as a water course 13.1 from bottom to top, in the case of thin-strand systems also as a water course 13.2 from top to bottom.
Gemäß Fig. 1B ist der Kühlmittelkreislauf wie Fig. 1A im Blockschaltbild dargestellt, wobei jedoch bei steigender Gießgeschwindigkeit 6 von 1 m/min bis maximal 12 m/ min die Kupferplatten-Hauttemperatur 8 durch eine quantitative Korrektur der Kokil len-Kühlmittelmenge 4 und/oder der Kokillenkühlmittel-Einlauftemperatur 5 unab hängig von der Gießgeschwindigkeit 6 und unabhängig von der Kupferplattendicke 9 bei konstant geregelter Kokillenkühlmittel-Einlauftemperatur 5 auf eine gewollte, konstante Kupferplatten-Hauttemperatur 8 eingestellt wird. Die Regelung der Kokil len-Kühlmittelmenge 4 und der Kokillenkühlmittel-Einlauftemperatur 5 kann über ei nen Prozessrechner 27 für ein online-Simulationsmodell 27.4 und Prozessdaten 27.1 der Stranggießkokille 1 bei konstanter Kupferplatten-Hauttemperatur 8 über ein Ein laufgeschwindigkeitsfenster 6.2 (vgl. Fig. 3) verwirklicht werden. Hierzu benötigt der Prozessrechner 27 Prozessdaten 27.1 und Anlagendaten 27.2, um die Kokillen- Kühlmittelmenge 4 über eine Pumpenstation 22.1 und/oder Regelventile 29 und die Kokillenkühlmittel-Einlauftemperatur 5 durch das Dreiwegeventil 24 über Regelgrö ßen 27.3 zu regeln. Vor der Pumpenstation 22.1 liegt ein Druckausgleichsbehälter 30.According to FIG. 1B, the refrigerant circuit as Fig. 1a in the block diagram, except that with increasing casting speed 6 of 1 m / min to a maximum of 12 m / min, the copper plate skin temperature 8 by a quantitative correction of the Kokil len-refrigerant quantity 4 and / or the mold coolant inlet temperature 5 is set independently of the casting speed 6 and regardless of the copper plate thickness 9 with a constantly controlled mold coolant inlet temperature 5 to a desired, constant copper plate skin temperature 8 . The regulation of the mold coolant quantity 4 and the mold coolant inlet temperature 5 can be carried out via a process computer 27 for an online simulation model 27.4 and process data 27.1 of the continuous casting mold 1 with a constant copper plate skin temperature 8 via a running-in speed window 6.2 (see FIG. 3). be realized. For this purpose, the process computer 27 requires process data 27.1 and system data 27.2 in order to regulate the mold coolant quantity 4 via a pump station 22.1 and / or control valves 29 and the mold coolant inlet temperature 5 through the three-way valve 24 via control variables 27.3 . A pressure expansion tank 30 is located in front of the pump station 22.1 .
In den Fig. 2A bis 2D werden die verfahrenstechnischen Zusammenhänge erläutert.In FIGS. 2A to 2D, the procedural relationships will be explained.
Fig. 2A zeigt einen Wärmestrom 17 und ein Profil 16 der Gießgeschwindigkeit 6 über der Gießzeit 18. Der Graph beschreibt einen Gießverlauf vom Start über ein kon stantes Einlauf-Geschwindigkeitsfenster 6.2 mit sich anschließender Beschleunigung auf ein hohes Geschwindigkeitsniveau. Fig. 2A shows a heat stream 17 and a profile 16 of the casting speed of about 6 pouring 18th The graph describes a pouring process from the start over a constant inlet speed window 6.2 with subsequent acceleration to a high speed level.
Fig. 2B gibt den Stand der Technik wieder. Die reale Kupferplatten-Hauttemperatur 8, mit TCu-real bezeichnet, steigt mit der Gießgeschwindigkeit 6 und weicht von der ge wollten Kupferplatten-Hauttemperatur 8, als Kupferplatten-Zieltemperatur 8.1 be zeichnet, (TCu-Ziel) ab, da die Kokillen-Kühlmittelmenge 4 und die Kokillenkühlmittel- Einlauftemperatur 5 zur Kühlung der Stranggießkokille 1 konstant gehalten wird. FIG. 2B are prior art again. The real copper plate skin temperature 8 , designated T Cu-real , increases with the casting speed 6 and deviates from the desired copper plate skin temperature 8 , referred to as the copper plate target temperature 8.1 , (T Cu target ) because the mold Coolant amount 4 and the mold coolant inlet temperature 5 for cooling the continuous casting mold 1 is kept constant.
In Fig. 2C wird die reale Kupferplatten-Hauttemperatur 8 (TCu-real) durch eine ent sprechende quantitative Korrektur der Kokillen-Kühlmittelmenge 4 unabhängig von der Gießgeschwindigkeit 6 bei konstanter Kokillenkühlmittel-Einlauftemperatur 5 mit der gewünschten Kupferplatten-Hauttemperatur 8, der Kupferplatten-Zieltemperatur 8.1 (TCu-Ziel) zur Deckung gebracht.In Fig. 2C, the real copper plate skin temperature 8 (T Cu-real ) by a corresponding quantitative correction of the mold coolant quantity 4 regardless of the casting speed 6 at constant mold coolant inlet temperature 5 with the desired copper plate skin temperature 8 , the copper plate Target temperature 8.1 (T Cu target ) brought to congruence.
Gemäß Fig. 2D wird die Kupferplatten-Hauttemperatur 8 (TCu-real) mit der Kupferplat ten-Zieltemperatur 8.1 (TCu-Ziel) durch die entsprechende quantitative Einstellung der Kokillen-Kühlmittelmenge 4 und der Kokillenkühlmittel-Einlauftemperatur 5 in Abhän gigkeit von dem Profil 16 der Gießgeschwindigkeit über die Gießzeit 18 zur Deckung gebracht. Bei der Variation beider Einflussgrößen, wie der Kokillen-Kühlmittelmenge 4 oder der Kühlmittelgeschwindigkeit, die den Wärmeübergang erhöht, und der Ko killenkühlmittel-Einlauftemperatur 5, die das Potential und damit den Wärmestrom 17 erhöht, sind die Einlaufgeschwindigkeitsfenster 6.2 bezüglich der Gießgeschwindig keit 6 für eine gewollte, reale Kupferplatten-Hauttemperatur 8 bei einer gegebenen Kupferplattendicke 9 größer als im Fall der Variation von nur einer der beiden Ein flussgrößen.According to FIG. 2D, the copper plate skin temperature 8 (T Cu-real ) with the copper plate target temperature 8.1 (T Cu target ) by the corresponding quantitative setting of the mold coolant quantity 4 and the mold coolant inlet temperature 5 as a function of that Profile 16 of the casting speed over the casting time 18 brought to congruence. In the variation of both influencing variables, such as the amount of mold coolant 4 or the coolant speed, which increases the heat transfer, and the Ko coolant inlet temperature 5 , which increases the potential and thus the heat flow 17 , the inlet speed window 6.2 with respect to the Gießgeschwindig speed 6 for one wanted, real copper plate skin temperature 8 for a given copper plate thickness 9 larger than in the case of the variation of only one of the two influencing factors.
Gemäß Fig. 3 kann der Unterschied des bekannten Verfahrens zum erfindungsge mäßen deutlich abgelesen werden. Es wird die Kokillenplatten-Hauttemperatur 8 in Abhängigkeit von der steigenden Gießgeschwindigkeit 6, die max. 12 m/min be trägt, zugrunde gelegt. Eine horizontal verlaufende Gerade der Rekristallisations- Temperatur 12 stellt das Ende der Wärmebelastung der Kupferplatte aus kaltge walztem Kupfer dar, bei der das Kupfer seine Festigkeit und/oder sein Kaltwalzge füge und damit seine für das Gießen von flüssigem Stahl wichtigen Eigenschaften verliert. Der Temperaturverlauf 14 im Stand der Technik ist mit der Kurve 14.1 (Was serverlauf von unten nach oben) und der Kurve 14.2 (Wasserverlauf von oben nach unten), beschrieben. Beide Kurven 14.1 und 14.2 steigen mit wachsender Gießge schwindigkeit stetig zu höheren Kupferplatten-Hauttemperaturen 8 im Bereich des Gießspiegels an, wobei die Kupferplatten-Hauttemperatur 8 im Fall des Wasserver laufs 14.1 des Kokillenkühlmittels 13 von unten nach oben früher die Rekristallisa tions-Temperatur 12 bei einer kritischen Gießgeschwindigkeit 6.1 schneidet als im Fall des Wasserverlaufs 14.2 von oben nach unten.According to FIG. 3, the difference between the known method and the method according to the invention can be clearly read. It is the mold plate skin temperature 8 depending on the increasing casting speed 6 , the max. 12 m / min. A horizontal straight line of recrystallization temperature 12 represents the end of the thermal load on the copper plate made of cold-rolled copper, in which the copper adds strength and / or cold rolling and thus loses its properties which are important for the casting of liquid steel. The temperature profile 14 in the prior art is described with curve 14.1 (what the server runs from bottom to top) and curve 14.2 (water profile from top to bottom). Both curves 14.1 and 14.2 increase with increasing casting speed to higher copper plate skin temperatures 8 in the area of the pouring level, the copper plate skin temperature 8 in the case of water flow 14.1 of the mold coolant 13 from bottom to top earlier the recrystallization temperature 12 a critical pouring speed 6.1 cuts from top to bottom than in the case of water flow 14.2 .
Das stark ansteigende Verhalten der Kupferplatten-Hauttemperatur 8 im Gießspiegel mit steigender Gießgeschwindigkeit 6 und steigender Kupferplattendicke 9 ist auf die im Stand der Technik beim Gießen konstante Kokillen-Kühlmittelmenge 4 und die konstante Kokillenkühlmittel-Einlauftemperatur 5 am Kokillen-Kühlmitteleinlauf 3 zu rückzuführen.The sharply rising behavior of the copper plate skin temperature 8 at the meniscus with increasing casting speed 6 and increasing copper plate thickness 9 is to recirculate to the casting constant in the prior art mold coolant quantity 4 and the constant mold coolant inlet temperature 5 at the mold coolant inflow. 3
Die Kontrolle und Konstanz der Kupferplatten-Hauttemperatur 8 über die Gießge schwindigkeit 6 ist mit der Kurve 15 dargestellt. Dabei wird deutlich, dass mit stei gender Kupferplattendicke 9 die Kupferplatten-Hauttemperatur 8 bei gleichen Kühl bedingungen, ausgedrückt durch die Kühlmittel-Geschwindigkeit oder die Kokillen- Kühlmittelmenge 4 und als Kokillenkühlmittel-Einlauftemperatur 5, ansteigt. Dasselbe gilt auch für das bekannte Verfahren (vgl. Kurve 13.1 - Wasserverlauf von unten nach oben und Kurve 13.2 - Wasserverlauf von oben nach unten -). The control and constancy of the copper plate skin temperature 8 on the Gießge speed 6 is shown with the curve 15 . It becomes clear that with increasing copper plate thickness 9, the copper plate skin temperature 8 with the same cooling conditions, expressed by the coolant speed or the mold coolant quantity 4 and as mold coolant inlet temperature 5 , increases. The same applies to the known method (cf. curve 13.1 - water flow from bottom to top and curve 13.2 - water flow from top to bottom -).
Das Prinzip der Erfindung kann auch auf Bandgießvorrichtungen, die mit bis zu 100 m/min Gießgeschwindigkeit betrieben werden, angewendet werden. Dabei werden alle auf die Höhe der Stranggießkokille 1 angewendeten Maßnahmen auf den Um fang der Twin-Rollen angewendet. The principle of the invention can also be applied to strip casting devices which are operated at a casting speed of up to 100 m / min. All of the measures applied to the level of the continuous casting mold 1 are applied to the order of the twin rollers.
11
Stranggießkokille
continuous casting
1.11.1
Kokillenkupferplatte
Kokillenkupferplatte
22
Kokillenkühlmittel
mold coolant
33
Kokillen-Kühlmitteleinlauf
Mold coolant inlet
44
Kokillen-Kühlmittelmenge
Mold coolant quantity
55
Kokillenkühlmittel-Einlauftemperatur
Mold coolant inlet temperature
66
Gießgeschwindigkeit
casting speed
6.16.1
kritische Gießgeschwindigkeit
critical casting speed
6.26.2
Einlaufgeschwindigkeitsfenster
(mit gleicher Kupferplattentemperatur)
Entry speed window (with the same copper plate temperature)
77
Wärmebelastung (W/m2 Thermal load (W / m 2
)
)
88th
Kupferplatten-Hauttemperatur
Copper plate skin temperature
8.18.1
Kupferplatten-Zieltemperatur
Copper plate target temperature
99
Kupferplattendicke
Copper plate thickness
1010
Gießpulverschlacke
casting powder slag
1111
Gießstrang
cast strand
1212
Rekristallisations-Temperatur
Recrystallization temperature
13.113.1
Wasserlauf von unten nach oben
Watercourse from the bottom up
13.213.2
Wasserlauf von oben nach unten
Watercourse from top to bottom
1414
Temperaturverlauf im Stand der Technik
Temperature curve in the prior art
14.114.1
Kurve Kokillenkühlmittel von unten nach oben
Curve mold coolant from bottom to top
14.214.2
Kurve Kokillenkühlmittel von oben nach unten
Curve mold coolant from top to bottom
1515
Kurve
Curve
1616
Profil der Gießgeschwindigkeit über die Gießzeit
Profile of the casting speed over the casting time
1717
Wärmestrom
heat flow
1818
Gießzeit
pouring
1919
innerer Kühlmittel-Kreislauf
internal coolant circuit
2020
äußerer Kühlmittel-Kreislauf
external coolant circuit
2121
Wärmetauscher
heat exchangers
2222
Pumpe
pump
22.122.1
Pumpenstation
pump station
2323
Einlauftemperatur Tin
Inlet temperature T in
2424
Dreiwegeventil
Three-way valve
2525
Bypass
bypass
2626
Regelstrecke
controlled system
2727
Prozessrechner
process computer
27.127.1
Prozessdaten
process data
27.227.2
Anlagendaten
plant data
27.327.3
Regelgröße
controlled variable
27.427.4
online-Simulationsmodell
online simulation model
2828
Temperaturmessung
temperature measurement
2929
Regelventil
control valve
3030
Druckausgleichsbehälter
Surge tank
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