DE102009012334A1 - Method for applying coolant to a cast metal strand in a continuous casting plant and continuous casting plant - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum gezielten Kühlen eines gegossenen Metallstranges in einer Strangführung einer Stranggießanlage und eine Stranggießanlage, die ein gezieltes Kühlen in der Stranggießanlage bei zeitabhängig variabler Gießbreite ermöglicht. Dies wird erreicht, indem bei einer sich zeitabhängig ändernden Strangbreite und/oder Strangposition in der Stranggießkokille die jeweiligen Momentanpositionen der Schmalseitenwände kontinuierlich oder diskontinuierlich erfasst werden und unter Berücksichtigung der Gießgeschwindigkeit die Kühlmittelaufbringung auf den Metallstrang in aufeinander folgenden Horizonten der Strangführung entsprechend der sich ändernden Strangbreite und/oder Strangposition erfolgt.The invention relates to a method for targeted cooling of a cast metal strand in a strand guide of a continuous casting and a continuous casting, which allows targeted cooling in the continuous casting with time-dependent variable casting width. This is achieved by the respective instantaneous positions of the narrow side walls are detected continuously or discontinuously at a time-varying strand width and / or strand position in the continuous casting and taking into account the casting speed, the coolant application to the metal strand in successive horizons of the strand guide according to the changing strand width and / or strand position occurs.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gezielten Kühlen eines gegossenen Metallstranges in einer Strangführung einer Stranggießanlage und eine Stranggießanlage die ein gezieltes Kühlen in der Stranggießanlage bei zeitabhängig variabler Gießbreite ermöglicht.The The invention relates to a method for targeted cooling of a Cast metal strand in a strand guide a Continuous casting plant and a continuous casting plant targeted cooling in the continuous casting plant time-dependent variable casting width possible.
Die Erfindung betrifft im Detail ein Verfahren zur Kühlmittelaufbringung auf einen gegossenen Metallstrang in einer Stranggießanlage, wobei der Metallstrang in einer gekühlten Stranggießkokille mit einer von Schmalseitenwänden festgelegten Strangbreite gebildet wird und der teilerstarrte Metallstrang anschließend durch eine Strangführung geführt und in dieser kontinuierlich in mehreren Horizonten gekühlt wird, wobei die Kühlmittelaufbringung in der Strangführung in Abhängigkeit von der Strangbreite erfolgt.The The invention relates in detail to a method for applying coolant onto a cast metal strand in a continuous casting plant, wherein the metal strand in a cooled continuous casting mold with a strand width defined by narrow side walls is formed and then the partially solidified metal strand passed through a strand guide and in this being cooled continuously in several horizons, being the coolant application in the strand guide depending on the strand width.
Weiters betrifft die Erfindung eine Stranggießanlage zum kontinuierlichen Herstellen eines Metallstranges mit mindestens einer Stranggießkokille zum Ausbilden eines teilerstarrten Metallstranges mit festgelegter Strangbreite und Strangdicke, wobei die Stranggießkokille Breitseitenwände und relativ zu diesen positionierbare Schmalseitenwände umfasst, und mit einer der Stranggießkokille nachgeordneten Strangführung zum Stützen und Führen des Metallstranges, in der Kühleinrichtungen zum Aufbringen eines Kühlmittels auf den Metallstrang in mehreren Horizonten angeordnet sind und denen Verstelleinrichtungen zur Positionierung von Spritzdüsen in Abhängigkeit von der Strangbreite zugeordnet sind.Furthermore, The invention relates to a continuous casting plant for continuous Producing a metal strand with at least one continuous casting mold for forming a semi-solidified metal strand with a fixed one Strand width and strand thickness, wherein the continuous casting mold Wide side walls and relative to these positionable Includes narrow side walls, and with one of the continuous casting mold downstream strand guide for supporting and guiding of the metal strand, in the cooling means for applying a Coolant on the metal strand in several horizons are arranged and which adjustment for positioning of spray nozzles depending on the strand width assigned.
Stand der TechnikState of the art
In
der
Der
dem Stand der Technik zuzuordnende allgemeine Aufbau einer Stranggießanlage
ist in
Unter Horizont wird in dieser Schrift eine normal zur Strangförderrichtung angeordnete Ebene oder ein Bereich in der Strangführung verstanden, in der Spritzdüsen allein oder auch Gruppen von Spritzdüsen gemeinsam positioniert werden können. Unter Gruppen von Spritzdüsen sind in Strangförderrichtung aufeinander folgende Spritzdüsen zu verstehen, die baulich verbunden und gemeinsam verstellbar sind. Diese werden einem Horizont zugeordnet, obwohl sie sich über einen Längenabschnittsbereich der Strangführung in Strangförderrichtung erstrecken.Under Horizon is in this document a normal to the strand conveying direction arranged plane or an area in the strand guide understood, in the spray nozzles alone or groups can be positioned together by spray nozzles. Among groups of spray nozzles are in the strand conveying direction sequential spray nozzles to understand the construction connected and adjustable together. These become a horizon although they are spread over a length section range of Strand guide extend in the strand conveying direction.
Aus
der
Aus
der österreichischen Patentschrift
Aus
der
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu vermeiden und ein Verfahren zur Kühlmittelaufbringung auf einen gegossenen Metallstrang in der Sekundärkühlzone einer Stranggießanlage und eine Stranggießanlage mit einer Kühleinrichtung in der Sekundärkühlzone einer Strangführung vorzuschlagen, bei der auf eine Positionsänderung des gebildeten Metallstranges in der Stranggießkokille eine entsprechende Anpassung der Kühlmittelaufbringung in der Strangführung erfolgt, um eine Überspritzung der Metallstrangkanten oder eine unerwünscht ungleiche Kühlmittelaufbringung zu vermeiden und eine weitgehend gleichmäßig verlaufende Strangkühlung sicher zu stellen.task The present invention therefore has the disadvantages of the known To avoid prior art and a method for coolant application on a cast metal strand in the secondary cooling zone a continuous casting plant and a continuous casting plant with a cooling device in the secondary cooling zone to suggest a strand guide, in the case of a change in position the formed metal strand in the continuous casting mold a corresponding adjustment of the coolant application in the strand guide takes place to over-spray the metal strand edges or an undesirable unequal Avoid coolant application and a largely evenly running strand cooling to make sure.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass bei einer sich zeitabhängig ändernden Strangbreite und/oder Strangposition in der Stranggießkokille die jeweiligen Momentanpositionen der Schmalseitenwände kontinuierlich oder diskontinuierlich erfasst werden und unter Berücksichtigung der Gießgeschwindigkeit die Kühlmittelaufbringung auf den Metallstrang in aufeinander folgenden Horizonten der Strangführung entsprechend der sich ändernden Strangbreite und/oder Strangposition erfolgt. Die Berücksichtigung der Gießgeschwindigkeit, die über die Gießzeit betriebsbedingt variabel sein kann, ermöglicht die Bestimmung von Zeitspannen, die ein bestimmtes Strangelement bis zum Erreichen der jeweiligen Horizonte in der Strangführung benötigt. Damit ist der Zeitpunkt festgelegt, in dem die Kühlmittelaufbringung auf den Metallstrang im jeweiligen Horizont an die sich ändernde Strangbreite und/oder Strangposition erfolgen muss.These Task is in a method of the type described above solved in that with a time-varying Strand width and / or strand position in the continuous casting mold the respective instantaneous positions of the narrow side walls be recorded continuously or discontinuously and taking into account the casting speed the coolant application on the metal strand in successive horizons of the strand guide according to the changing strand width and / or strand position he follows. The consideration of the casting speed, the operating time variable over the casting time allows the determination of time periods, the a certain strand element until the respective horizons are reached needed in the strand guide. This is the time in which the coolant application to the metal strand in the respective horizon to the changing strand width and / or strand position must occur.
Dementsprechend ist es vorteilhaft, wenn die Transportzeit des Metallstranges von einem Ausgangshorizont in der Stranggießkokille bis zum jeweiligen Horizont der Kühlmittelaufbringung in der Strangführung, die vorzugsweise aus der Gießgeschwindigkeit errechnet wird, für die Positionierung der Spritzdüsen einer Kühleinrichtung in den jeweiligen Horizonten der Strangführung herangezogen wird.Accordingly it is advantageous if the transport time of the metal strand of an initial horizon in the continuous casting mold to the respective horizon of coolant application in the strand guide, which is preferably calculated from the casting speed is, for the positioning of the spray nozzles one Cooling device in the respective horizons of the strand guide is used.
Damit eine Anpassung der Kühlmittelaufbringung in einem Horizont der Strangführung in einfacher Weise durchführbar ist, ist es zweckmäßig wenn die Kühlmittelaufbringung in einem Horizont der Strangführung durch mindestens zwei Spritzdüsen erfolgt. Damit können die jeweils außen liegenden Spritzdüsen auf die momentane Position der seitlichen Strangkanten ausgerichtet werden und ein Überspritzen oder eine zu intensive Kühlung der Strangkanten vermieden werden.In order to an adaptation of the coolant application in a horizon the strand guide in a simple manner feasible it is expedient if the coolant application in a horizon of strand guidance by at least two Spray nozzles done. This can each external spray nozzles on the current Position of the lateral strand edges are aligned and overmolding or avoid too intensive cooling of the strand edges become.
Die Kühlmittelaufbringung auf den Metallstrang erfolgt in gleicher Weise in der Bogenaußenseite und in der Bogeninnenseite der Strangführung, wobei in der Beschreibung stets nur auf eine dieser beiden Seiten Bezug genommen wird.The Coolant application to the metal strand takes place in the same Way in the bow outside and in the bow inside the strand guide, wherein in the description always only reference is made to one of these two pages.
Nach einer speziellen Ausführungsform der Kühlmittelaufbringung auf den Metallstrang wird die den einzelnen Spritzdüsen zugeteilte Kühlmittelmenge in Abhängigkeit des Spritzdüsenabstandes von der zu kühlenden Metallstrangoberfläche oder in Abhängigkeit von der auf der Metallstrangoberfläche bestrichenen Spritzbreite bestimmt. Eine Veränderung des Abstandes einer Spritzdüsen von der Metallstrangoberfläche führt zu einer veränderten spezifischen Kühlmittelaufbringung auf den Metallstrang und damit zu veränderten Kühlbedingungen gegenüber einer weiteren Spritzdüse mit anderem Abstand zur Metallstrangoberfläche.To a specific embodiment of the coolant application on the metal strand is the individual spray nozzles allocated coolant quantity depending on Spray nozzle distance from the metal surface to be cooled or depending on the coated on the metal strand surface Spray width determined. A change in the distance of one Spray nozzles from the metal strand surface leads to an altered specific coolant application on the metal strand and thus to changed cooling conditions opposite another spray nozzle with other Distance to the metal strand surface.
Eine weitere Möglichkeit, die Kühlbedingungen am Metallstrang zu beeinflussen, ergibt sich, wenn die die während der Transportzeit vom Ausgangshorizont in der Kokille bis zum jeweiligen Horizont der Kühlmittelaufbringung in der Strangführung bereits erfolgte Kühlung bei der Bestimmung der noch aufzubringenden Kühlmittelmenge berücksichtigt wird. Insbesondere bei größeren Gießgeschwindigkeitsänderungen, insbesondere einer Gießgeschwindigkeitsreduzierung während des laufenden Gießvorganges kann noch während der Verweilzeit des Metallstranges in der Strangführung auf den Kühlverlauf regelnd eingegriffen werden. Derartige Gießgeschwindigkeitsänderungen sind regelmäßig z. B. bei einem Pfannenwechsel notwendig.Another possibility for influencing the cooling conditions on the metal strand results when the cooling which has already taken place during the transport time from the starting horizon in the mold to the respective horizon of the coolant application in the strand guide is taken into account in the determination of the quantity of coolant still to be applied. Particularly in the case of larger changes in the casting speed, in particular a reduction in the casting speed during the ongoing casting process, it is possible to intervene in regulating the course of the cooling during the residence time of the metal strand in the strand guide. such Casting speed changes are regularly z. B. at a pan change necessary.
Zweckmäßig erfolgt die Erfassung der sich zeitabhängig ändernden Strangbreite und/oder Strangposition in der Stranggießkokille und die Kühlmittelaufbringung auf den Metallstrang in aufeinander folgenden Horizonten der Strangführung entsprechend der sich ändernden Strangbreite und/oder Strangposition durch folgende Schritte: Die sich zeitabhängig ändernde Strangbreite und/oder Strangposition in einem Ausgangshorizont der Stranggießkokille wird durch Positionserkennungs- oder Positionsbestimmungseinrichtungen erfasst, wobei diese Daten durch einen der Schmalseitenwand der Kokille zugeordneten Positionsgeber gemessen oder von einer zugeordneten Regeleinrichtung oder einer Recheneinheit vorgegeben werden. Diese ermittelten oder bereitgestellten Daten werden in einer Regeleinrichtung oder einer Recheneinheit verarbeitet und Stellsignale für die zeitabhängige Positionierung der Spritzdüsen in den jeweiligen Horizonten der Strangführung generiert und den Verstelleinrichtungen transportzeitabhängig zugeführt.expedient the detection of the time-dependent changing takes place Strand width and / or strand position in the continuous casting mold and the coolant application to the metal strand in succession following horizons of strand leadership according to the changing strand width and / or strand position following steps: The time-varying Strand width and / or strand position in an initial horizon of Continuous casting mold is by position detection or Positioning detected, this data by one of the narrow side wall of the mold associated position sensor measured or from an associated control device or a Arithmetic unit can be specified. These identified or provided Data is stored in a control device or a computing unit processed and control signals for the time-dependent Positioning the spray nozzles in the respective horizons the strand guide generated and the adjustment of transport time dependent fed.
Vorzugsweise erfolgt die Kühlmittelaufbringung auf den Metallstrang in einem Horizont der Strangführung durch mindestens zwei voneinander unabhängig positionierbare Spritzdüsen, wobei die Verstellrichtung der Spritzdüsen oder eines Spritzdüsen tragenden Spritzbalkens durch die Erzeugende des Spritzkegels des Kühlmittels (bei Kegelstrahldüsen) oder durch den Spritzwinkel in Breitenrichtung des Kühlmittels (bei Flachstrahldüsen) bestimmt wird.Preferably the coolant is applied to the metal strand in a horizon of strand guidance by at least two independently positionable spray nozzles, wherein the adjustment of the spray nozzles or a spray nozzles carrying spray bar through the generatrix of the spray cone of Coolant (with cone jet nozzles) or through the spray angle in the width direction of the coolant (at Flat jet nozzles) is determined.
Weiters wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in einer Stranggießanlage der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass den Schmalseitenwänden Positionserkennungs- oder Positionsbestimmungseinrichtungen zur Bestimmung der momentanen Strangbreite und/oder der momentanen Strangposition in der Kokille zugeordnet sind, eine Regeleinrichtung oder eine Recheneinheit zur Aufnahme und Verarbeitung der zeitabhängigen Momentanwerte der Strangbreite und/oder Strangposition und zur Generierung von Stellsignalen für die Positionierung der Spritzdüsen der Kühleinrichtungen in den einzelnen Horizonten der Strangführung vorgesehen ist und in den einzelnen Horizonten der Strangführung unabhängig voneinander ansteuerbare Verstelleinrichtungen für Spritzdüsen oder Spritzdüsengruppen vorgesehen sind.Furthermore, is the object of the invention underlying task in a continuous casting of the type described above achieved in that the narrow side walls Position detecting or position determining devices for Determining the current strand width and / or the current strand position are assigned in the mold, a control device or a Arithmetic unit for receiving and processing the time-dependent Instantaneous values of the line width and / or line position and for generation of positioning signals for the positioning of the spray nozzles the cooling devices in the individual horizons of the strand guide is provided and in the individual horizons of strand guidance independently controllable adjusting devices for spray nozzles or spray nozzle groups are provided.
Zweckmäßig ist die Positionserkennung- oder Positionsbestimmungseinrichtung zum direkten oder indirekten Bestimmen der Position der Schmalseitenwand in der Stranggießkokille von einem der Schmalseitenwand direkt oder indirekt zugeordneten Positionssensor gebildet. Durch die Bestimmung der Position der beiden Schmalseitenwände ist der gegossene Metallstrang in seiner Strangbreite und in seiner Position in der Strangführung oder hinsichtlich der Symmetrieachse der Strangführung zu jedem Zeitpunkt eindeutig festgelegt. Gleichermaßen kann die Positionsbestimmung auch durch entsprechende Vorgabewerte aus dem Anlagenleitsystem abgeleitet werden.expedient is the position detection or position determination device for direct or indirect determination of the position of the narrow side wall in the continuous casting mold of one of the narrow side wall formed directly or indirectly associated position sensor. By the determination of the position of the two narrow side walls is the cast metal strand in its strand width and in its Position in the strand guide or with respect to the axis of symmetry the strand guide clearly defined at any time. Similarly, the position determination can also by appropriate default values derived from the plant control system.
Vorzugsweise ist der Positionsgeber der Schmalseiten-Verstelleinrichtung zugeordnet, insbesondere in die hydraulischen Verstellzylinder integriert.Preferably if the position transmitter is assigned to the narrow-side adjusting device, especially integrated in the hydraulic adjusting cylinder.
In der Strangführung ist an mindestens einer, vorzugsweise angetriebenen Strangführungsrolle eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung zum Erfassen der zeitabhängigen Gießgeschwindigkeit bzw. Strangtransportgeschwindigkeit vorgesehen.In the strand guide is at least one, preferably driven strand guide roller a speed measuring device for detecting the time-dependent casting speed or strand transport speed provided.
Um mehrere in einem Horizont benachbarte, unabhängig anstellbare Spritzdüsen leicht zueinander positionieren zu können, damit kein unerwünschter Freiraum zwischen benachbarten Spritzkegeln oder unerwünschte Überlappungen auf der Strangoberfläche auftreten, ist es vorteilhaft, wenn die unabhängig voneinander ansteuerbaren Verstelleinrichtungen der Spritzdüsen Verstellzylinder umfassen, die eine lineare Verstellbewegung einer Spritzdüse ermöglichen, bei der die Bewegungsrichtung der jeweiligen Spritzdüse oder eines Spritzdüsen tragenden Spritzbalkens parallel zur Erzeugenden des Spritzkegels des Kühlmittelstrahles (bei Kegelstrahldüsen) oder durch den Spritzwinkel in Breitenrichtung des Kühlmittelstrahles (bei Flachstrahldüsen mit elliptischen Spritzbild) im zugeordneten Horizont entspricht.Around several neighbors, independently adjustable Easy to position spray nozzles to each other, thus no unwanted free space between adjacent ones Spray cones or unwanted overlaps occur the strand surface, it is advantageous if the independently controllable adjustment The spray nozzles include adjusting cylinders that are a linear Allow adjusting movement of a spray nozzle, at the direction of movement of the respective spray nozzle or a spray nozzle carrying spray bar parallel to the generatrix of the spray cone of the coolant jet (with cone jet nozzles) or by the spray angle in the width direction of the coolant jet (with flat jet nozzles with elliptical Spray pattern) in the assigned horizon.
Den Spritzdüsen sind Kühlmittel-Versorgungseinrichtungen mit Dosiereinrichtungen zur geregelten Kühlmittelmengenzuteilung zugeordnet.The Spray nozzles are coolant supply devices with dosing devices for regulated coolant quantity allocation assigned.
Eine geringe Anzahl an notwendigen Verstelleinrichtungen für die Spritzdüsen wird erreicht, wenn mehreren in Strangförderrichtung hintereinander angeordnete Spritzdüsen eine gemeinsame Verstelleinrichtung in einem Horizont zugeordnet ist.A small number of necessary adjustment for the spray nozzles are reached when several in the strand conveying direction successively arranged spray nozzles a common Adjustment is assigned in a horizon.
Zweckmäßig ist die Strangführung von mehreren Strangführungssegmenten gebildet, und in jedem Segment ist den in Strangförderrichtung hintereinander angeordneten Spritzdüsen mindestens eine gemeinsame Verstelleinrichtung in einem Horizont zugeordnet. Ein Horizont kann sich jedoch auch über zwei oder mehrere Segmente erstrecken oder von einer Segmentzuordnung völlig losgelöst sein.expedient is the strand guide of several strand guide segments formed, and in each segment is the in the strand conveying direction one behind the other arranged spray nozzles at least one common Assigned adjustment in a horizon. A horizon can However, extend over two or more segments or completely detached from a segment assignment be.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen:Further advantages and features of the present The invention will become apparent from the following description of non-limiting embodiments, reference being made to the following figures, which show the following:
Ausführung der ErfindungEmbodiment of the invention
Die
Stranggießanlage weist eine Stranggießkokille
Der
in der Stranggießkokille
Zwischen
in Strangförderrichtung S aufeinander abfolgenden Strangführungsrollen
Der
in der Stranggießkokille
In
der Recheneinheit
Der
detaillierte mechanische Aufbau der Spritzdüsen-Verstelleinrichtung
ist in der
- 11
- Stranggießkokillecontinuous casting
- 1a1a
- BreitseitenwändeWide side walls
- 1b1b
- SchmalseitenwändeNarrow side walls
- 1c1c
- SchmalseitenverstelleinrichtungSchmalseitenverstelleinrichtung
- 1d1d
- Positionserkennungs- oder PositionsbestimmungseinrichtungPositionserkennungs- or position determining device
- 2, 2a, 2b2, 2a, 2b
- Metallstrangmetal strand
- 33
- Strangführungstrand guide
- 44
- StrangführungsrollenStrand guide rolls
- 5, 5a, 5b5, 5a, 5b
- Spritzdüsenspray nozzles
- 66
- StrangführungssegmentStrand guide segment
- 77
- Spritzbalkenspray bars
- 88th
- Verstelleinrichtung der Spritzdüsenadjustment the spray nozzles
- 8a, 8b8a, 8b
- Verstellzylinderadjusting cylinder
- H0H0
- Ausgangshorizontoutput horizon
- H1 ... H6H1 ... H6
-
Horizont
in der Strangführung
3 Horizon in the strand leadership3 - 1010
- Kühleinrichtungcooling device
- 1111
- Symmetrieachse der Strangführungaxis of symmetry the strand guide
- 1212
- Recheneinheitcomputer unit
- 1313
- Antrieb der Strangführungsrolledrive the strand guide roller
- 1414
- GeschwindigkeitsmesseinrichtungSpeed measurement system
- 1515
- Datenleitungdata line
- 1616
- Erzeugende des Kühlmittel-Spritzkegelsgenerating of the coolant spray cone
- 1717
- Kühlmittel-SpritzkegelCoolant spray cone
- 20a, 20b20a, 20b
- zentrale Kühlmittelleitungcentral Coolant line
- 21a, 21b21a, 21b
- Versorgungseinrichtung mit Dosiereinrichtungsupply with dosing device
- 22a, 22b22a, 22b
- Versorgungsleitungsupply line
- 2323
- Spritzbalkenspray bars
- BB
- Strangbreitestrand width
- SS
- StrangförderrichtungStrand conveying direction
- αα
- Spritzwinkelspray angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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