DE102016213351A1

DE102016213351A1 - Verfahren zum Betreiben einer Strangführung in einer Stranggießanlage und entsprechende Strangführung

Info

Publication number: DE102016213351A1
Application number: DE102016213351.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Geerkens
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2016-07-21
Filing date: 2016-07-21
Publication date: 2018-01-25
Also published as: ES2718798T3; EP3272442A1; EP3272442B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Strangführung 120 in einer Stranggießanlage 100 zum Gießen von flüssigen Metallen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine entsprechende Strangführung 120. Die Strangführung besteht aus mindestens einem Rollensegment 130, durch welches der Gießstrang nach dem Gießen in einer Kokille 110 geführt wird. Um unerwünschte allzu große Schwankungen des Badspiegels des flüssigen Metalls in der Kokille 110 zu vermeiden, schlägt die erfindungsgemäße Erfindung vor, den Oberrahmen (132) und/oder den Unterrahmen (134) des Rollensegmentes in bzw. entgegen der Gießrichtung G oszillieren zu lassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Strangführung in einer Stranggießanlage zum Gießen von flüssigen Metallen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine entsprechende Strangführung. Die Erfindung ist auf Strangführungen in Segmentbauweise beschränkt.
Ein besonderes Problem beim Gießen von flüssigen Metallen ist das Auftreten von Ausbauchungen auf der Oberfläche der frisch gegossenen Gießstränge, auch dynamisches Bulging genannt. Dieses Problem tritt insbesondere beim Gießen mit hohen Gießgeschwindigkeiten, d. h. bei hohen Massenflüssen auf. Das Problem ist im Stand der Technik grundsätzlich bekannt und es gibt verschiedene Ansätze, um die besagten unerwünschten Ausbauchungen zu verhindern bzw. zumindest zu reduzieren.
So empfiehlt die EP 0 917 922 B1 zur Vermeidung von Ausbauchungen und zur Unterdrückung von schädlichem Pulsieren der Restschmelze im Gießstrang – und damit auch zur Vermeidung von Schwankungen im Badspiegel der flüssigen Schmelze in der Kokille – dass die Rollen jeweils einer Seite, d. h. der Festseite oder der Losseite der Strangführung relativ zur Position der anderen Seite in Gießrichtung um maximal den halben Rollenabstand zueinander versetzt werden. Zu diesem Zweck wird die gesamte Rollenbahn der Strangführung entweder auf der Innenseite oder auf der Außenseite der Strangführung in Längsrichtung und damit in Gießrichtung verschoben.
Die Druckschrift EP 0 946 318 B1 empfiehlt zur Vermeidung von Schwingungen des Gießspiegels eine Verschiebung von Rollen des Oberrahmens gegenüber dem Unterrahmen mit einem Versatz in einer Größe zwischen 10 % und 50 % einer Rollenteilung. Zu diesem Zweck sind die Strangführungsrollen des Unterrahmens längs des Strangs stufenlos veränderbar positionierbar. Infolge der besagten Verschiebung der Strangführungsrollen wird vorteilhafterweise die Ausbauchung auf dem Gießstrang kleiner als bei gegenüberliegend angeordneten Führungsrollen. Die besagte Verschiebung erfolgt jedoch nur einmal vor jedem Gießbetrieb, nicht allerdings während eines Gießbetriebs. Eine zeitliche Veränderung der Rollenabstände bzw. des Oberrahmens gegenüber dem Unterrahmen während des Gießbetriebs erfolgt nicht.
Schließlich lehrt die WO 2007/121838 A1 die Abstände von Rollensegmenten in Gießrichtung auf stationäre Ausbauchungen einzustellen, um auf diese Weise Schwankungen des Badspiegels in der Stranggießkokille zu reduzieren. Zu diesem Zweck werden die Abstände der Rollensegmente aufgrund eines zuvor ermittelten Optimums für eine maximale Dämpfung aller Ausbauchungseffekte bestimmt. Dabei wird auch eine variable Gießgeschwindigkeit bei der Bestimmung der Rollenabstände mitberücksichtigt. Die optimierten Abstände können in unregelmäßiger Folge auch während des Gießbetriebs vergrößert oder verkleinert werden. Durch die Aufeinanderfolge ständig wechselnder Stützrollen werden die Badspiegelschwankungen vorteilhafterweise minimiert oder ganz vermieden. Die im Stand der Technik bekannten Strangführungsrollen haben einen Durchmesser von 100 bis 300 mm.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren zum Betreiben einer Strangführung in einer Stranggießanlage zum Gießen von flüssigen Metallen sowie eine entsprechende alternative Strangführung bereitzustellen, um unerwünschte Schwingungen im Badspiegel des flüssigen Metalls in der Kokille zu vermeiden bzw. vorzugsweise zumindest zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verschieben von zumindest einem Teil des Rollensegmentes in Form einer Oszillation in und entgegen der Gießrichtung erfolgt. Durch die beanspruchte Oszillation werden vorteilhafterweise Schwankungen im Badspiegel in der Kokille reduziert bzw. vorzugsweise vermieden. Die Oszillation bewirkt eine Homogenisierung der Gießkonditionen, insbesondere Durchbrüche und massive Qualitätsabwertungen bei dem gegossenen Gießstrang werden vermieden.
Vorrichtungstechnisch wird die oben genannte Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 15 gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen. Konkrete Ausgestaltungen des beanspruchten Verfahrens und der beanspruchten Strangführung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Beschreibung sind zwei Figuren beigefügt, wobei
1 einen Längsschnitt durch eine Stranggießanlage mit einer Strangführung in Segmentbauweise; und
2 ein erfindungsgemäßes Rollensegment zeigt.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In beiden Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
1 zeigt die erfindungsgemäße Strangführung 120 in einer Stranggießanlage 100. Die Stranggießanlage umfasst eine Kokille 110, in welcher das flüssige Metall, insbesondere ein Stahlwerkstoff zu einem Gießstrang gegossen wird. Die Strangführung 120 schließt sich an die Kokille 110 in Gießrichtung G an und dient zum Überführen des Gießstrangs aus der typischerweise vertikal ausgerichteten Kokille 110 in die Horizontale. Die erfindungsgemäße Strangführung 120 weist mindestens ein Rollensegment 130, typischerweise jedoch eine Mehrzahl von solchen Rollensegmenten 130 auf, die in Gießrichtung hintereinander angeordnet sind.
2 zeigt den typischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Rollensegmentes 130. Es besteht aus einem Oberrahmen 132, an welchem eine Mehrzahl von Strangführungsrollen 136 drehbar gelagert sind. Außerdem weist das Rollensegment 130 einen Unterrahmen 134 auf, an dem ebenfalls eine Mehrzahl von Strangführungsrollen 136 drehbar gelagert sind. Sowohl die Strangführungsrollen des Oberrahmens wie auch die Strangführungsrollen des Unterrahmens sind an den Rahmen jeweils fest zueinander beabstandet. Ihre Durchmesser d liegen zwischen 95 und 400 mm, wobei innerhalb eines Segmentes die Strangführungsrollen typischerweise jeweils einen gleichen Durchmesser haben. Dem Oberrahmen 132 und/oder dem Unterrahmen 134 ist eine Oszillationseinrichtung 140 zugeordnet zum Oszillieren des Oberrahmens und/oder des Unterrahmens in Gießrichtung G. Die besagte Oszillation des Oberrahmens mit den daran drehbar gelagerten Strangführungsrollen erfolgt vorzugsweise bei feststehendem, d. h. nicht oszillierendem Unterrahmen. Umgekehrt kann alternativ auch der Unterrahmen mit Hilfe der Oszillationseinrichtung 140 in eine Oszillation in oder entgegen der Gießrichtung versetzt werden, vorzugsweise bei stillstehendem Oberrahmen 132. Als dritte Alternative ist es auch möglich, dass sowohl der Unterrahmen wie auch der Oberrahmen oszillieren, entweder synchron oder nicht synchron.
Die Amplitude der Oszillation des Oberrahmens 132 und/oder des Unterrahmens 134 liegt vorzugsweise zwischen 0 und 50 mm. Dabei kann die Größe der Amplitude der Oszillation in Abhängigkeit der Gießgeschwindigkeit eingestellt werden.
Die Gießgeschwindigkeit V_g während derer die Oszillation erfolgt, liegt vorzugsweise zwischen 0,17 m/min. und 8 m/min., weiter vorzugsweise liegt sie jedoch insbesondere V_g > 6 m/min. Der Massenfluss des Gießstrangs liegt vorzugsweise bei ṁ > 3,5 t/min/m. Die Oszillation kann beispielsweise sinusförmig oder trapezförmig erfolgen. Die Einstellung der Amplitude oder der Frequenz der Oszillation erfolgen unabhängig von der aktuellen Position der Ausbauchung auf dem Gießstrang. Vorzugsweise erfolgt die Oszillation bei einem Rollensegment, welches in einem horizontalen Bereich der Strangführung angeordnet ist.
Bezugszeichenliste

100: Stranggießanlage
110: Kokille
120: Strangführung
130: Rollensegment
132: Oberrahmen
134: Unterrahmen
136: Strangführungsrollen
140: Oszillationseinrichtung
A: Amplitude der Oszillation
d: Durchmesser der Strangführungsrollen
G: Gießrichtung
ṁ: Massenfluss
V_g: Gießgeschwindigkeit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0917922 B1 [0003]
EP 0946318 B1 [0004]
WO 2007/121838 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Strangführung (120) in einer Stranggießanlage (100) zum Gießen von flüssigen Metallen, wobei die Strangführung (120) mindestens ein Rollensegment (130) aufweist, durch welches ein Gießstrang nach dem Gießen in einer Kokille (110) geführt wird, aufweisend folgende Schritte: Verschieben von zumindest einem Teil des Rollensegments (130) während des Gießbetriebs; dadurch gekennzeichnet, dass das Verschieben von zumindest einem Teil des Rollensegmentes (130) in Form einer Oszillation in und entgegen der Gießrichtung (G) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem oszillierenden Teil des Rollensegmentes (130) um den Oberrahmen (132) mit den daran drehbar gelagerten Strangführungsrollen (136) handelt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterrahmen (134) bei der Oszillation des Oberrahmens(132) ortsfest ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem oszillierenden Teil des Rollensegmentes (130) um den Unterrahmen (134) mit den daran drehbar gelagerten Strangführungsrollen (136) handelt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberrahmen (132) bei der Oszillation des Unterrahmens (134) ortsfest ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide, sowohl der Oberrahmen (132) wie auch der Unterrahmen (134) mit ihren jeweiligen Strangführungsrollen (136) synchron oder asynchron zueinander oszillieren.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführungsrollen (136) an dem Oberrahmen (132) und an dem Unterrahmen (134), insbesondere während der Oszillation des Ober- und/oder Unterrahmens (134), jeweils einen festen Abstand zueinander aufweisen.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Größe A der Amplitude (A) der Oszillation gilt: 0 < A ≤ 50mm.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, das die Größe der Amplitude (A) nach Maßgabe der Größe der Gießgeschwindigkeit eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass für die Gießgeschwindigkeit vg gilt: 0,17 m/min < vg < 8m/min, vorzugsweise vg > 6m/min.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Massenfluß ṁ des Gießstrangs gilt: ṁ > 3,5 to/min/m.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillation z.B. sinusförmig oder trapezförmig erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Amplitude (A) und/oder der Frequenz der Oszillation unabhängig von einer aktuellen Position einer Ausbauchung auf dem Gießstrang erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oszillation horizontal erfolgt.
Strangführung (120) in einer Stranggießanlage (100), aufweisend: mindestens ein Rollensegment (130) mit einem Oberrahmen (132) und einem Unterrahmen (134), wobei an dem Oberrahmen (132) und an dem Unterrahmen (134) jeweils eine Mehrzahl von Strangführungsrollen (136) fest beabstandet zueinander angeordnet sind zwischen denen der Gießstrang nach dem Gießen in einer Kokille (110) in Gießrichtung (G) geführt wird, aufweisend: eine Antriebseinrichtung zum Verschieben von zumindest einem Teil des Rollensegments während des Gießbetriebs; dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung in Form einer Oszillationseinrichtung (140) ausgebildet ist zum Oszillieren des Teils des Rollensegmentes in und entgegen der Gießrichtung (G).
Strangführung (120) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem oszillierenden Teil des Rollensegmentes um den Oberrahmen (132) und/oder den Unterrahmen (134), jeweils mit den daran drehbar gelagerten Strangführungsrollen (136) handelt.
Strangführung (120) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführungsrollen (136) an dem Oberrahmen (132) und an dem Unterrahmen (134) jeweils einen festen Abstand zueinander aufweisen.
Strangführung (120) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass für den Durchmesser d der Strangführungsrollen (136) gilt: 95 mm < d < 400 mm.
Strangführung (120) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Rollensegment (130) in einem horizontalen Teil der Strangführung (120) befindet und die Oszillation horizontal erfolgt.