DE102006052138A1 - Method and strand guiding device for guiding a cast strand - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Strangführungseinrichtung zum Führen und Temperieren eines Strangs, insbesondere aus Stahl, in Formaten, die wenigstens eine Kante 2, 3 aufweisen. Dabei wird die wenigstens eine Kante 2, 3 durch Zuführen von Energie zur Vermeidung von Spannungs- und/oder Rissbildung erwärmt. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in dem Strangführungsbereich die Kanten 2, 3 des Stranges 1 durch den Einsatz von Porenbrennerfeldern 6 erwärmt werden.The invention relates to a method and a strand guiding device for guiding and tempering a strand, in particular of steel, in formats which have at least one edge 2, 3. In this case, the at least one edge 2, 3 is heated by supplying energy to avoid stress and / or crack formation. It is inventively provided that in the strand guide area the edges 2, 3 of the strand 1 are heated by the use of pore burner fields 6.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Strangführungseinrichtung zum Stützen und Führen eines gegossenen Strangs, insbesondere aus Stahl, in Formaten, die wenigstens eine Kante aufweisen. Die wenigstens eine Kante des Stranges, beispielsweise einer Bramme, wird durch Zuführen von Energie zur Vermeidung von Spannungs- und/oder Rissbildung während des Verformens erwärmt.The The invention relates to a method and a strand guiding device for supporting and To lead a cast strand, in particular of steel, in formats which have at least one edge. The at least one edge of the strand, for example a slab, is fed by feeding Energy to prevent stress and / or cracking during the Warmed up.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zur optimalen Temperaturführung solcher Stränge deren Querschnitte nicht rund oder oval, sondern rechteckig oder polygonal sind. Diese Formate kühlen, auch bei gleichmäßiger Beaufschlagung mit einem Kühlmedium, wegen der zweidimensionalen Wärmeabfuhr an den Kanten stärker ab als an den Breitseiten des Strangs. Durch schiecht adaptierte oder nicht regulierbare Sekundärkühlung kann dieser Effekt noch erheblich verstärkt werden. Weiterhin neigen peritekte und mikrolegierte Grobblechgüter besonders zur Bildung kantennaher Querrisse an der Oberfläche. Diese gehen meist von Oszilatonsmarken aus, und werden durch mechanische Beanspruchung (Biegen, Richten, Rollenversatz, Quetschen) sowie thermisch induzierte Spannungen begünstigt.The The present invention relates in particular to a method and a Device for optimum temperature control of such strands whose Cross sections not round or oval, but rectangular or polygonal are. Cool these formats, even with uniform admission with a cooling medium, because of the two-dimensional heat dissipation stronger at the edges off than on the broad sides of the strand. Adapted by shooting or non-adjustable secondary cooling can this effect will be greatly enhanced. Continue to tilt Periects and micro-alloyed heavy plate goods, especially for formation near edges Cross cracks on the surface. These are usually from Oszilatonsmarken, and are by mechanical Stress (bending, straightening, roller misalignment, crushing) as well thermally induced stresses favored.
Das Problem der Rissbildung wird traditionell überwiegend außerhalb der Stranggießanlagen zu lösen versucht. Dabei werden auf unterschiedliche Art und Weise die Kanten des Stranges durch Zuführen von Energie während des Rückbiegens erwärmt; es soll dadurch eine Spannungs- und Rissbildung während des Walzens verhindert werden. Wenn ein Direkt- bzw. Heißeinsatz gefordert ist, müssen die Brammen oft außerhalb der Strangführung mit Hilfe von Brennern geflämmt werden.The The problem of cracking is traditionally predominantly outside the continuous casting plants to solve tries. There are different ways the edges of the strand by dispensing of energy during of bending back heated; it should thereby prevent stress and cracking during rolling become. If a direct or hot use is required, the slabs often outside the strand guide flamed with the help of burners become.
Die bekannte Beheizung der Kanten durch Brenner mit offener Flamme kann eine gleichmäßige Erwärmung des Strangs nicht gewährleisten. Der Wärmeübergang von der Flamme auf die Kante wird von mehreren äußeren Umständen beeinflusst. Außerdem ist durch eine nicht vollständige Verbrennung des im Brenner verwendeten Energieträgers eine zusätzliche Oxidation der Oberfläche zu befürchten. Weiterhin ist der Strahlungsanteil bei der Energieübertragung von dem Energieträger an den Strang instabil und relativ klein.The known heating of the edges by burners with an open flame can a uniform heating of the Do not guarantee strand. The heat transfer from the flame to the edge is influenced by several external circumstances. Besides that is by a not complete Combustion of the energy source used in the burner an additional Oxidation of the surface to fear. Farther is the radiation component in the energy transfer from the energy carrier to the Strand unstable and relatively small.
Beim endabmessungsnahen Gießen (Dünnbrammenanlagen) werden zur Homogenisierung der Temperaturverteilung oft sehr lange Durchlauföfen mit Widerstands- oder Induktionsheizungen vor der Walzstufe eingeplant. Beispielhaft sei diesbezüglich auf folgende Druckschriften aus dem Stand der Technik verwiesen:At the Near-net casting (Thin-slab plants) often become very long to homogenize the temperature distribution Continuous ovens with Resistor or induction heaters planned before the rolling stage. As an example, be on in this regard referenced from the prior art documents:
Die
Die
Eine induktive Beheizung der Kanten hat jedoch den Nachteil, dass die maximalen Temperaturen unmittelbar an der Oberfläche des Materials erreicht werden. Dabei entsteht die bekannte Verzunderung des Gußstückes.A However, inductive heating of the edges has the disadvantage that the maximum temperatures reached directly on the surface of the material become. This creates the known scaling of the casting.
Die soeben beschriebenen bekannten Verfahren und Einrichtungen dienen primär zum aktiven Beheizen der Kanten von stranggegossenen Produkten nach der Strangführung und dienen dem Aufheizen eines voll erstarrten Produktes vor der Walzverformung. Die Kantenrisse, die in der Strangführung während des Abbiegens oder Richtens entstehen, werden damit nicht verhindert.The just described known methods and devices serve primary to actively heat the edges of continuously cast products the strand guide and serve to heat a fully solidified product before the Rolling deformation. The edge cracks in the strand guide during the Turning or straightening arise, are not prevented.
Innerhalb der Strangführung, wo typischerweise auch eine Sekundärkühlung des frisch gegossenen Strangs stattfindet, ist es bekannt, die Sekundärkühlung im Bereich der Kanten dadurch zu verringern, dass die dort aufgebrachte Kühlwassermenge verringert wird oder dass Kühlwasser aus diesem Bereich abgeleitet wird. Aber auch diese Maßnahmen können das Problem der Kantenrissbildung im Be reich der Strangführung nicht vollständig verhindern und sie sind außerdem sehr stark von dem Querschnitts-Format des jeweils gegossenen Strangs abhängig.Within the strand guide, where typically also a secondary cooling of the freshly poured Strand takes place, it is known the secondary cooling in the area of the edges to reduce the fact that reduces the amount of cooling water applied there or that cooling water is derived from this area. But even these measures can do that Problem of edge cracking in Be rich the strand guide not Completely prevent and they are as well very much of the cross-sectional format of each cast strand dependent.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren und eine alternative Strangführungseinrichtung bereitzustellen, welche eine Unterkühlung der Kantenbereiche des Strangs im Bereich der Strangführung verhindern.From that Based on the object of the invention, an alternative To provide methods and an alternative strand guide device, which is a hypothermia Prevent the edges of the strand in the strand guide.
Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Kanten des Strangs in dem Bereich der Strangführung durch den Einsatz von Porenbrennern erwärmt werden.The Task is relative the method according to the invention thereby solved, that the edges of the strand in the region of the strand guide through the Use of pore burners heated become.
Der Kern der erfindungsgemäßen Lösung bezüglich des Verfahrens sowie auch der Einrichtung besteht also in dem Einsatz von Porenbrennerfeldern als Energiequelle für das gezielte Aufheizen der Kanten des Strangs.Of the Core of the inventive solution with respect to Process as well as the device is therefore in the use von Porenbrennerfeldern as an energy source for the targeted heating of Edges of the strand.
Ein Porenbrenner ist eine Bauform eines Gasbrenners. Bei ihm läuft die Verbrennungsreaktion eines vorgemischten Brennstoff-Luft-Gemisches in einer porösen Struktur und nicht mehr in einer offenen Flamme ab. Das Resultat ist eine flammenlase, volumetrische Verbrennung – ein glühender Schaum. Da technologisch auf die freie Flamme verzichtet wird, gibt es auch keinen herkömmlichen Brennraum mehr, sondern einen Reaktor, der aus einer großen Anzahl von kleinen, mit Keramikschaum oder anderen Strukturen gefüllten Reaktoren besteht.One Pore burner is a design of a gas burner. With him runs the Combustion reaction of a premixed fuel-air mixture in a porous Structure and no longer in an open flame. The result is a blast, volumetric combustion - a glowing foam. Because technological is dispensed with the free flame, there is also no conventional Combustion chamber more, but a reactor consisting of a large number small reactors filled with ceramic foam or other structures consists.
Derartige
Porenbrenner beziehungsweise Porenbrennerfelder zeigen dabei gegenüber den
zuvor bekannten Lösungen
wesentliche Vorteile, die sich wie folgt zusammenfassen lassen:
Die
verwendeten Porenbrennerfelder ermöglichen eine sehr gut kontrollierbare
und stabile Verbrennung des Energieträgers, einen sehr hohen Umwandlungsgrad der
Energie in Strahlungsenergie, ein gleichmäßig und großflächig ausströmendes Verbrennungsgas, einen
sehr großen
Regelbereich in Bezug auf die eingebrachte Heizenergie sowie eine hohe
Flexibilität
in Bezug auf die Geometrie der Wärmebeaufschlagungsfläche. Es
kann durch die gezielte Kantenbeheizung durch die Porenbrennerfelder die
Temperatur an den Kanten gezielt angehoben werden, ohne die übrige Kühlwirkung
einer evtl. vorhandenen Sekundärkühlung in
anderen Bereichen des Strangs zu beeinträchtigen. Es wird dadurch eine örtliche
Unterkühlung
vermieden, die gesamte Temperaturverteilung über den Strangquerschnitt bereits im
Bereich der Strangführung
homogenisiert und die Thermospannung reduziert. Spannungen im Bereich der
Kanten werden minimiert, eine Rissbildung im Kantenbereich wird
verhindert, die Qualität
des Strangs wird verbessert sowie die Gießgeschwindigkeit und die Betriebssicherheit
werden erhöht.
Weiterhin können
durch die verwendeten Porenbrennerfelder die Schleif- und/oder Flämmverluste
minimiert und die Längen
von nachgeschalteten Öfen
verringert werden; im übrigen
können
auf diese Weise neue Stahlqualitäten
z.B. beim Compact-Strip-Production
CSP- Verfahren zur Erzeugung von Dünnbrammen erzeugt werden.Such pore burners or pore burner fields show significant advantages over the previously known solutions, which can be summarized as follows:
The pore burner fields used allow a very well controllable and stable combustion of the energy carrier, a very high degree of conversion of energy into radiant energy, a uniform and large outflowing combustion gas, a very large control range with respect to the introduced heating energy and a high degree of flexibility in terms of geometry Wärmebeaufschlagungsfläche. It can be specifically raised by the targeted edge heating by the pore burner fields, the temperature at the edges, without affecting the remaining cooling effect of any existing secondary cooling in other areas of the strand. It is thereby avoided a local undercooling, the entire temperature distribution over the strand cross-section already homogenized in the strand guide and reduces the thermal voltage. Edge stresses are minimized, edge cracking is prevented, strand quality is improved, and casting speed and reliability are increased. Furthermore, by the pore burner fields used, the grinding and / or scarf losses can be minimized and the lengths of downstream furnaces can be reduced; Moreover, new steel grades can be produced in this way, for example in the case of the Compact Strip Production CSP method for producing thin slabs.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hinsichtlich des Verfahrens werden die eingesetzten Porenbrennerfelder durch Zonenaufteilung dem Verlauf des Stranges und/oder der Kontur des gegossenen Querschnittes angepasst; es ergibt sich dadurch eine hohe Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das heißt, die Erfindung kann bei Stranggießanlagen mit beliebiger Strangführung, also z.B. bei Vertikal-, Horizontal-, oder Bogenanlagen verwendet werden.at the preferred embodiment The present invention in terms of the method, the used pore burner fields by zoning the course adapted to the strand and / or the contour of the cast cross-section; This results in a high flexibility of the method according to the invention. This means, the invention can in continuous casting with arbitrary strand guide, ie e.g. be used in vertical, horizontal, or sheet systems.
Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der vorliegenden Erfindung ist insbesondere vorgesehen, die Leistung der Porenbrennerfelder in den einzelnen Zonen in Abhängigkeit der Position der Biege- und Richtpunkte in der Strangführung, des Querschnittsformats des Stranges oder der Gießgeschwindigkeit individuell geeignet zu steuern beziehungsweise zu regeln.To a further embodiment feature of the present invention is provided in particular, the performance of the pore burner fields in the individual zones depending the position of the bending and straightening points in the strand guide, the cross-sectional format strand or casting speed individually suitable to control or regulate.
Es empfiehlt sich nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der vorliegenden Erfindung, dass bei Formaten, die einen Abstand zwischen zwei benachbarten Kanten vorweisen, der größer ist als die Summe der Breiten der durch die – im Strang-Querschnitt gesehen – zweidimensionale Kühlwirkung abgekühlten Zonen um die Kanten, jede Kante über ein separates, in der Geometrie an diese angepasstes Porenbrennerfeld erwärmt wird.It is recommended for a further design feature of the present Invention that, in formats that are a distance between two adjacent Show edges that are larger as the sum of the widths of the two-dimensional cooling effect seen in the strand section cooled Zones around the edges, each edge over a separate pore burner field adapted to this geometry heated becomes.
Nach einem dazu alternativen Ausgestaltungsmerkmal der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass bei Formaten, die einen Abstand zwischen zwei benachbarten Kanten vorweisen, der kleiner ist als die Summe der Breiten der durch die zweidimensionale Kühlwirkung abgekühlten Zone um die Kanten, die nebeneinander liegenden Kanten über ein gemeinsames, in der Geometrie an diese angepasstes Porenbrennerfeld erwärmt werden.To an alternative design feature of the present invention is provided that, in formats that are spaced between two have adjacent edges smaller than the sum of the Widths of the cooled by the two-dimensional cooling effect zone the edges, the adjacent edges over a common, in the Geometry be heated to this adapted pore burner field.
Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch eine beanspruchte Strangführungseinrichtung gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen.The The above object is further achieved by a claimed strand guiding device. The Advantages of this solution correspond to those mentioned above with reference to the claimed method Benefits.
Wichtig ist, dass die Porenbrenner unabhängig von einer evtl. vorhandenen Sekundärkühlung in der Strangführungseinrichtung betrieben werden können. Das heißt, die Porenbrenner können zeitgleich mit der Sekundärkühlung, aber auch bei abgeschalteter oder nicht-vorhandener Sekundärkühlung betrieben werden.Important is that the pore burner is independent from a possibly existing secondary cooling in the strand guiding device can be operated. This means, the pore burners can coinciding with the secondary cooling, but also operated with switched off or non-existing secondary cooling become.
Die Erfindung ist in den Figuren der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:The invention is illustrated in the figures of the drawing in several embodiments. Show it:
Die Erfindung wird nachfolgend in Form von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die genannten Figuren detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Merkmale mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.The Invention will be referred to below in the form of embodiments with reference to the figures mentioned in detail. In all figures are the same technical features designated by the same reference numerals.
Gemäß
Die
Porenbrennerfelder
Bezüglich der
Ausbildung der Porenbrennerfeler
Bei
Formaten, die einen Abstand zwischen den Kanten
In
einer davon abweichenden Ausführungsform,
siehe die
Bei
den in den
Die zwei dimensionale Kühlwirkung auf den Strang innerhalb der Strangführung kann durch eine Sekundarkühlung oder einfach durch den Kontakt mit der Umgebungsluft erfolgen.The two-dimensional cooling effect on the strand within the strand guide can be through a secondary cooling or simply by contact with the ambient air.
- 11
- Strangstrand
- 22
-
Kante
(von
1 )Edge (from1 ) - 33
-
Kante
(von
1 )Edge (from1 ) - 44
- Austritt Kokilleexit mold
- 55
-
letzter
Richtpunkt (von
1 )last reference point (from1 ) - 66
- PorenbrennerfeldPorous burner box
- 77
-
unterschiedliche
Zonen (von
15 )different zones (from15 ) - 99
-
Trägerelement
(von
6 )Carrier element (from6 ) - 1010
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- 1111
- StrangführungseinrichtungStrand guide
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: SMS SIEMAG AKTIENGESELLSCHAFT, 40237 DUESSELDO, DE |
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R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 20130627 |