DE102019207789A1

DE102019207789A1 - Method and device for continuous casting

Info

Publication number: DE102019207789A1
Application number: DE102019207789.7A
Authority: DE
Inventors: Axel Weyer
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-05-28
Publication date: 2020-12-03
Also published as: EP3744440A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen, wobei ein Gießstrang gegossen wird. Der Gießstrang weist wenigstens einen ersten und einen zweiten Oberflächenabschnitt auf. Es wird wenigstens ein Wärmebild des Gießstrang nach einer Sekundärkühlung des Gießstrangs mittels einer Vorrichtung zur Sekundärkühlung aufgenommen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mit dem oder Wärmebild(ern) der wenigstens erste und zweite Oberflächenabschnitt erfasst. Eine erste Ist-Temperatur des ersten Oberflächenabschnitts des Gießstrangs wird mittels des oder der Wärmebilder erfasst. Ebenso wird eine zweite Ist-Temperatur des zweiten Oberflächenabschnitts des Gießstrangs mittels des oder der Wärmebilder erfasst. In Abhängigkeit einer ersten Differenz zwischen der ersten Ist-Temperatur und einer ersten Soll-Temperatur wird ein dem ersten Oberflächenabschnitt zugeordnetes Kühldüsenfeld der Vorrichtung zur Sekundärkühlung geregelt. In Abhängigkeit einer zweiten Differenz zwischen der zweiten Ist-Temperatur und einer zweiten Soll-Temperatur wird ein dem zweiten Oberflächenabschnitt zugeordnetes Kühldüsenfeld der Vorrichtung zur Sekundärkühlung geregelt. Weiter betrifft die Erfindung eine korrespondierende Vorrichtung zum Stranggießen.The present invention relates to a method for continuous casting, wherein a cast strand is cast. The cast strand has at least a first and a second surface section. At least one thermal image of the cast strand is recorded after secondary cooling of the cast strand by means of a device for secondary cooling. The method is characterized in that the at least first and second surface sections are captured with the thermal image (s). A first actual temperature of the first surface section of the cast strand is recorded by means of the thermal image or images. A second actual temperature of the second surface section of the cast strand is also recorded by means of the thermal image or images. As a function of a first difference between the first actual temperature and a first setpoint temperature, a cooling nozzle field of the device for secondary cooling that is assigned to the first surface section is regulated. As a function of a second difference between the second actual temperature and a second setpoint temperature, a cooling nozzle field of the device for secondary cooling that is assigned to the second surface section is regulated. The invention also relates to a corresponding device for continuous casting.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen.The present invention relates to a method and an apparatus for continuous casting.

Eine Vorrichtung zum Stranggießen umfasst typischerweise eine Kokille sowie eine der Kokille in Gießrichtung nachgeordnete Strangführung mit einer Mehrzahl von Strangführungsrollen. Zunächst wird flüssiges Metall, insbesondere flüssiger Stahl in die Kokille eingefüllt. Dieses wird an den Rändern der Kokille mit Hilfe einer Vorrichtung zur Primärkühlung gekühlt, so dass sich dort innerhalb der Kokille ein Gießstrang mit zunächst noch flüssigem Kern aber bereits erstarrter, tragfähiger Strangschale bildet. Nachdem der Gießstrang die Kokille mit einer tragfähigen Schale verlassen hat, wird er innerhalb der nachgeordneten Strangführung solange geführt und mittels einer Vorrichtung zur Sekundärkühlung abgekühlt, bis er schließlich vollständig durcherstarrt ist. Die Erstarrungslänge gibt dabei die Länge des Metallstrangs vom Austritt aus der Kokille bis zu dem Ort der Vorrichtung zum Stranggießen an, an welchem der Gießstrang vollständig erstarrt ist. Die Führung innerhalb der Strangführung erfolgt zwischen gegenüberliegenden Strangführungsrollen, wobei der Gießstrang typischerweise aus der Vertikalen in die Horizontale umgebogen wird. Der erstarrte, kontinuierliche Gießstrang wird am Auslauf der Vorrichtung zum Stranggießen regelmäßig in einzelne Brammen, Dünnbrammen, Knüppel oder Vorblöcke geteilt. A device for continuous casting typically comprises a mold and a strand guide with a plurality of strand guide rollers arranged downstream of the mold in the casting direction. First, liquid metal, in particular liquid steel, is poured into the mold. This is cooled at the edges of the mold with the aid of a device for primary cooling, so that a cast strand with an initially still liquid core but already solidified, load-bearing strand shell is formed inside the mold. After the cast strand has left the mold with a stable shell, it is guided within the downstream strand guide and cooled by means of a device for secondary cooling until it is finally completely solidified. The solidification length indicates the length of the metal strand from the exit from the mold to the location of the device for continuous casting at which the cast strand has completely solidified. The guide within the strand guide takes place between opposite strand guide rollers, the cast strand typically being bent over from the vertical to the horizontal. The solidified, continuous cast strand is regularly divided into individual slabs, thin slabs, billets or blooms at the outlet of the device for continuous casting.

In der EP 2 753 439 B1 wird ein Simulationsverfahren zur Bestimmung der Temperaturverteilung im Gießstrang und der Erstarrungslänge beschrieben, auf deren Basis die bekannte Vorrichtung zum Stranggießen, insbesondere die Sekundärkühlung und die Gießgeschwindigkeit, geregelt wird, da eine kontinuierliche Temperaturmessung mittels eines Pyrometers aufgrund des durch Besprühen der Oberfläche des Gießstranges mit Wasser auftretenden Spritzwasser nicht zuverlässig möglich ist. In der DE 10 2011 077 454 A1 wird darüber hinaus vorgeschlagen, eine modellierte Temperaturverteilung im Gießstrang durch Einzelmessungen der Temperatur entlang der Strangführung zu verbessern.In the EP 2 753 439 B1 a simulation method for determining the temperature distribution in the cast strand and the solidification length is described, on the basis of which the known device for continuous casting, in particular the secondary cooling and the casting speed, is controlled, since a continuous temperature measurement by means of a pyrometer is due to the spraying of the surface of the cast strand with water occurring splash water is not reliably possible. In the DE 10 2011 077 454 A1 it is also proposed to improve a modeled temperature distribution in the cast strand by individual measurements of the temperature along the strand guide.

Darüber hinaus wird in der JP 2014 037001 A vorgeschlagen, den Erstarrungsgrad eines Gießstrangs mithilfe eines Wärmetransfermodells unter Berücksichtigung der Abkühlungsbedingungen der Sekundärkühlung zu bestimmen. Dabei wird die Temperaturverteilung in Breitenrichtung des Gießstrangs mit einem Thermometer gemessen. Bei der Messung der Temperaturverteilung wird eine Oberfläche des Gießstrangs mit einer Kamera aufgenommen und basierend auf der Helligkeitsverteilung des aufgenommenen Bildes die Temperaturverteilung bestimmt.In addition, the JP 2014 037001 A proposed to determine the degree of solidification of a cast strand using a heat transfer model taking into account the cooling conditions of the secondary cooling. The temperature distribution in the width direction of the cast strand is measured with a thermometer. When measuring the temperature distribution, a surface of the cast strand is recorded with a camera and the temperature distribution is determined based on the brightness distribution of the recorded image.

Schließlich wird in der WO 2017/144481 A1 eine Düsenreihenanordnung zum Aufbringen von Kühlmittel auf den Gießstrang offenbart. Diese ist für den Einbau in Rollenspalte zwischen zwei Strangführungsrollen vorgesehen. Die bekannte Düsenreihenanordnung weist Düsen mit unterschiedlichen Regelverhältnissen auf. Das Regelverhältnis gibt dabei an, wie weit der Volumenstrom des mittels der Düse ausgebrachten Kühlmittels gegenüber dem düsenspezifischen Maximalwert abgesenkt werden kann, ohne dass es zu einer wesentlichen Änderung des Strahlkegels kommt.Finally, in the WO 2017/144481 A1 discloses an array of nozzles for applying coolant to the cast strand. This is intended for installation in roller gaps between two strand guide rollers. The known nozzle row arrangement has nozzles with different control ratios. The control ratio indicates how far the volume flow of the coolant discharged by means of the nozzle can be reduced compared to the nozzle-specific maximum value without there being a significant change in the jet cone.

Es hat sich gezeigt, dass es bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Stranggießen zu Rissen an der Oberfläche des Gießstrangs und folglich an den Oberflächen der anschließend abgeteilten Halbzeuge kommen kann.It has been shown that with the known methods and devices for continuous casting, cracks can occur on the surface of the cast strand and consequently on the surfaces of the subsequently divided semi-finished products.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung folglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen anzugeben, mit welchen die Prozesssicherheit erhöht und ein qualitativ verbessertes Halbzeug erhalten werden kann.Proceeding from the known prior art, the present invention is consequently based on the object of specifying a method and a device for continuous casting with which the process reliability can be increased and a qualitatively improved semi-finished product can be obtained.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des Haupt- und Nebenanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by the subject matter of the main and subsidiary claims. Advantageous refinements are given in the subclaims.

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Stranggießen, wobei ein Gießstrang gegossen wird. Der Gießstrang weist wenigstens einen ersten und einen zweiten Oberflächenabschnitt auf. Es wird wenigstens ein Wärmebild des Gießstrang nach einer Sekundärkühlung des Gießstrangs mittels einer Vorrichtung zur Sekundärkühlung aufgenommen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mit dem oder den Wärmebild(ern) der wenigstens erste und zweite Oberflächenabschnitt erfasst wird. Eine erste Ist-Temperatur des ersten Oberflächenabschnitts des Gießstrangs wird mittels des oder der Wärmebilder erfasst. Ebenso wird eine zweite Ist-Temperatur des zweiten Oberflächenabschnitts des Gießstrangs mittels des oder der Wärmebilder erfasst. In Abhängigkeit einer ersten Differenz zwischen der ersten Ist-Temperatur und einer ersten Soll-Temperatur wird ein dem ersten Oberflächenabschnitt zugeordnetes Kühldüsenfeld der Vorrichtung zur Sekundärkühlung geregelt. In Abhängigkeit einer zweiten Differenz zwischen der zweiten Ist-Temperatur und einer zweiten Soll-Temperatur wird ein dem zweiten Oberflächenabschnitt zugeordnetes Kühldüsenfeld der Vorrichtung zur Sekundärkühlung geregelt.A method for continuous casting is proposed, in which a cast strand is cast. The cast strand has at least a first and a second surface section. At least one thermal image of the cast strand is recorded after secondary cooling of the cast strand by means of a device for secondary cooling. The method is characterized in that the at least first and second surface section is recorded with the thermal image (s). A first actual temperature of the first surface section of the cast strand is recorded by means of the thermal image or images. A second actual temperature of the second surface section of the cast strand is also recorded by means of the thermal image or images. As a function of a first difference between the first actual temperature and a first setpoint temperature, a cooling nozzle field of the device for secondary cooling that is assigned to the first surface section is regulated. As a function of a second difference between the second actual temperature and a second setpoint temperature, a cooling nozzle field of the device for secondary cooling that is assigned to the second surface section is regulated.

Die Bestimmung der jeweiligen Ist-Temperatur mehrerer Oberflächenabschnitte des Gießstrangs mittels eines oder mehrerer Wärmebilder nach der Sekundärkühlung, insbesondere am Auslauf der Stranggießanlage, und die gezielte Beeinflussung der Temperatur dieser Oberflächenabschnitte durch die jeweils zugeordneten Kühldüsenfelder erlauben eine gezielte Einstellung des Temperaturprofils des Gießstrangs für die nachfolgende Bearbeitung. Ein homogenes Temperaturprofil des Gießstrangs kann sich sehr positiv auf die Materialeigenschaften des weiterverarbeiteten Halbzeugs auswirken.The determination of the respective actual temperature of several surface sections of the cast strand by means of one or more thermal images after the secondary cooling, in particular at the outlet of the Continuous caster and the targeted influencing of the temperature of these surface sections by the respectively assigned cooling nozzle fields allow a targeted setting of the temperature profile of the cast strand for the subsequent processing. A homogeneous temperature profile of the cast strand can have a very positive effect on the material properties of the processed semi-finished product.

Im Unterschied zu bisher üblichen Temperaturmessungen mittels eines Pyrometers wird dabei nicht nur die Temperatur einzelner Oberflächenpunkte bestimmt, sondern ganzer, mehr oder weniger großflächiger Oberflächenabschnitte. Bei der Aufnahme der Wärmebilder kann beispielsweise auf Wärmebildkameras, insbesondere in Form von Infrarotkameras zurückgegriffen werden. Die messende Wärmebildkamera kann beispielsweise eine Auflösung zwischen 600 x 400 Pixel oder Wärmepunkten und 1650 x 1250 Pixel oder Wärmepunkten, insbesondere von 640 x 480 Pixel oder Wärmepunkten, aufweisen, mit welcher ein zwischen einem halben Quadratmeter und anderthalb Quadratmetern, insbesondere ein ein Quadratmeter, großer Oberflächenabschnitt des Gießstrangs erfasst werden kann. Damit lässt sich einerseits der mit der Auswertung der Messung verbundene Aufwand gering halten. Andererseits wird eine ausreichende Datengrundlage für die Regelung der Kühldüsenfelder der Vorrichtung zur Sekundärkühlung erhalten. Die mittels der Wärmebilder ausgewerteten Oberflächenabschnitte können eine kreisförmige Geometrie haben, um die Auswertung weiter zu vereinfachen. Daneben ist es auch denkbar, dass die Geometrie der Oberflächenabschnitte vom Anwender frei vorgegeben wird. Die Verwendung einer Wärmebildkamera ermöglicht eine synchrone Messung der Temperatur an verschiedenen Stellen des gemessenen Objektes. Insbesondere bei dem sich bewegenden Gießstrang kann auf diese Weise eine zeitgleiche Messung der Temperatur verschiedener Oberflächenabschnitte des Gießstrangs senkrecht zur Förderrichtung gewährleistet und die Regelung der Temperaturverteilung vereinfacht werden. Im Unterschied zu bisherigen Temperaturmessverfahren kann die Wärmebildkamera auch zur Messung der Oberflächentemperatur in Anwesenheit von Nebel, Wasserdampf oder Rauch in der Umgebung des Gießstrangs geeignet sein. Bei den Kühldüsenfeldern kann es sich beispielsweise um Abschnitte einer oder mehrerer der in der WO 2017/144481 A1 beschriebenen Düsenreihenanordnungen handeln. Zur Regelung der ersten Differenz und/oder der zweiten Differenz kann dabei insbesondere der Wasserdruck oder das ausgebrachte Wasservolumen sowie ggf. der Luftdruck oder die ausgebrachte Luftmenge der 1-Stoff-Düsen (reine Wasserkühlung) oder 2-Stoff-Düsen (Wasser-Luft-Kühlung) gesteuert werden.In contrast to the previously usual temperature measurements by means of a pyrometer, not only the temperature of individual surface points is determined, but also entire, more or less large surface sections. When recording the thermal images, use can be made of thermal imaging cameras, in particular in the form of infrared cameras, for example. The measuring thermal imager can, for example, have a resolution between 600 x 400 pixels or heat dots and 1650 x 1250 pixels or heat dots, in particular 640 x 480 pixels or heat dots, with which one between half a square meter and one and a half square meters, in particular a one square meter Surface portion of the cast strand can be detected. In this way, on the one hand, the effort associated with evaluating the measurement can be kept low. On the other hand, a sufficient data basis for the regulation of the cooling nozzle fields of the device for secondary cooling is obtained. The surface sections evaluated by means of the thermal images can have a circular geometry in order to further simplify the evaluation. In addition, it is also conceivable that the geometry of the surface sections is freely specified by the user. The use of a thermal imaging camera enables the temperature to be measured synchronously at different points on the measured object. In particular in the case of the moving cast strand, a simultaneous measurement of the temperature of different surface sections of the cast strand perpendicular to the conveying direction can be ensured in this way and the regulation of the temperature distribution can be simplified. In contrast to previous temperature measurement methods, the thermal imaging camera can also be suitable for measuring the surface temperature in the presence of fog, water vapor or smoke in the vicinity of the cast strand. The cooling nozzle fields can be, for example, sections of one or more of the in the WO 2017/144481 A1 Acting nozzle row arrangements described. To regulate the first difference and / or the second difference, the water pressure or the volume of water dispensed and, if applicable, the air pressure or the amount of air dispensed by the single-substance nozzles (pure water cooling) or two-substance nozzles (water-air Cooling) can be controlled.

Wenn der erste und zweite Oberflächenabschnitt benachbart sind und der Betrag der Differenz zwischen der ersten Soll-Temperatur und der zweiten Soll-Temperatur weniger als 150 Kelvin beträgt (|erste Soll-Temperatur - zweite Soll-Temperatur| < 150 Kelvin) kann das Risiko der Entstehung von Oberflächenrissen bereits deutlich vermindert sein. Eine gute Qualität der erzeugten Halbzeuge kann insbesondere bei einem Betrag der Differenz zwischen der ersten Soll-Temperatur und der zweiten Soll-Temperatur von weniger als 100 Kelvin erhalten werden (|erste Soll-Temperatur - zweite Soll-Temperaturl < 100 Kelvin).If the first and second surface sections are adjacent and the amount of the difference between the first target temperature and the second target temperature is less than 150 Kelvin (| first target temperature - second target temperature | <150 Kelvin), the risk of The formation of surface cracks can already be significantly reduced. A good quality of the semi-finished products produced can be obtained in particular with an amount of the difference between the first target temperature and the second target temperature of less than 100 Kelvin (| first target temperature - second target temperature <100 Kelvin).

Eine Wahl der ersten und/oder zweiten Soll-Temperatur von mehr als 800 °C kann die Weiterverarbeitung des Gießstrangs vereinfachen. Insbesondere wird zur Weiterverarbeitung (z.B. in einem Walzwerk) der Halbzeuge (z.B. Brammen) weniger Energie benötigt, da die Halbzeuge in einem geringeren Masse aufgeheizt werden müssen. Verzugsweise ist die erste und/oder zweite Soll-Temperatur größer als 900 °C.A choice of the first and / or second target temperature of more than 800 ° C. can simplify the further processing of the cast strand. In particular, less energy is required for further processing (e.g. in a rolling mill) of the semi-finished products (e.g. slabs), since the semi-finished products have to be heated to a lesser extent. The first and / or second target temperature is preferably greater than 900 ° C.

Weiter kann vorgesehen sein, dass mittels der ersten Ist-Temperatur und der zweiten Ist-Temperatur eine Kerntemperatur des Gießstrangs bestimmt wird. Die Kerntemperatur kann einen Hinweis auf die Lage der Sumpfspitze im Querschnitt des Gießstrangs geben. Dies kann eine Verifikation von Simulationsrechnungen oder anderen messtechnischen Verfahren über die Umrechnung der gemessenen Temperaturen ermöglichen.It can further be provided that a core temperature of the cast strand is determined by means of the first actual temperature and the second actual temperature. The core temperature can give an indication of the position of the sump tip in the cross-section of the cast strand. This can enable verification of simulation calculations or other metrological methods by converting the measured temperatures.

Als erste Ist-Temperatur kann insbesondere eine Durchschnittstemperatur des ersten Oberflächenabschnitts ermittelt werden. Die Verwendung von Durchschnittstemperaturen kann das Risiko einer Beeinflussung der Temperaturregelung durch einzelne Extremwerte, welchen z.B. Messfehler zugrunde liegen, verringern. Ebenso ist es allerdings denkbar eine Maximaltemperatur oder eine Minimaltemperatur des ersten Oberflächenabschnitts zu bestimmen. Analog können auch von den weiteren Oberflächenabschnitten Ist-Temperaturen in Form von Durchschnitts-, Maximal- oder Minimaltemperaturen bestimmt werden.In particular, an average temperature of the first surface section can be determined as the first actual temperature. The use of average temperatures can reduce the risk of the temperature control being influenced by individual extreme values, which e.g. Measurement errors. However, it is also conceivable to determine a maximum temperature or a minimum temperature of the first surface section. Similarly, actual temperatures in the form of average, maximum or minimum temperatures can also be determined from the further surface sections.

Mittels des oder der Wärmebilder kann die Oberseite des Gießstrangs und/oder die Unterseite des Gießstrangs und/oder die linke Seite des Gießstrangs und/oder die rechte Seite des Gießstrangs und/oder die Stirnseite des Gießstrangs erfasst wird.The upper side of the cast strand and / or the underside of the cast strand and / or the left side of the cast strand and / or the right side of the cast strand and / or the end face of the cast strand can be detected by means of the thermal image (s).

Insbesondere kann ein Wärmebild, welches die Stirnseite des Gießstrangs erfasst, eine genauere Bestimmung der Kerntemperatur des Gießstrangs ermöglichen. Die gemessene Kerntemperatur an der Stirnseite, bei der es sich um die höchste Temperatur handelt, die in der Regel im Zentrum des Querschnitts festzustellen ist, kann ein Indiz für eine mögliche Steigerung der Gießgeschwindigkeit sein. Wird beispielsweise eine definierte maximale Grenztemperatur im Querschnittskern an der Stirnseite des Gießstrangs, d.h. der Trennstelle des abgetrennten Halbzeugs, von z.B. 1200 °C nicht erreicht, so kann die Gießgeschwindigkeit noch sicher erhöht werden, bis dieser Grenzwert erreicht wird. Das Risiko eines Ausbrechens (Durchbruch von flüssigem Stahl an der Stirnseite, Strangbreitseite oder Strangschmalseite) kann auf diese Weise bei gleichzeitiger Produktionserhöhung verringert werden. Entsprechend sieht eine Ausgestaltung des Verfahrens vor, dass in Abhängigkeit der ersten und/oder zweiten Ist-Temperatur die Gießgeschwindigkeit geregelt wird.In particular, a thermal image that records the end face of the cast strand can enable the core temperature of the cast strand to be determined more precisely. The measured core temperature on the face, which is the highest temperature that is usually in the center of the Cross-section can be determined, may be an indication of a possible increase in the casting speed. If, for example, a defined maximum limit temperature in the cross-sectional core at the end face of the cast strand, ie the separation point of the separated semi-finished product, of 1200 ° C, for example, is not reached, the casting speed can still be safely increased until this limit value is reached. The risk of breaking out (breakthrough of liquid steel on the face, broad side or narrow side) can be reduced in this way while increasing production at the same time. Correspondingly, one embodiment of the method provides that the casting speed is regulated as a function of the first and / or second actual temperature.

Insbesondere kann die Sekundärkühlung zunächst verstärkt werden, wodurch die Querschnittstemperatur reduziert wird, um im Anschluss die Gießgeschwindigkeit zu erhöhen. Die Produktivität der Vorrichtung zum Stranggießen kann folglich verbessert werden.In particular, the secondary cooling can initially be increased, as a result of which the cross-sectional temperature is reduced in order to subsequently increase the casting speed. As a result, the productivity of the continuous casting apparatus can be improved.

Eine bildliche Darstellung des mittels des vorbeschriebenen Verfahrens erhaltenen Temperaturprofils des Gießstrangs kann dem Verwender der Vorrichtung zum Stranggießen die Bedienung, Qualitätssicherung und Wartung vereinfachen.A graphic representation of the temperature profile of the cast strand obtained by means of the method described above can simplify operation, quality assurance and maintenance for the user of the device for continuous casting.

Weiter wird eine Vorrichtung zum Stranggießen mit einer Vorrichtung zur Sekundärkühlung eines Gießstrangs und mit wenigstens einer Wärmebildkamera zum Aufnehmen wenigstens eines Wärmebildes des Gießstrangs nach der Vorrichtung zur Sekundärkühlung des Gießstrangs vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung zur Sekundärkühlung ein erstes Kühldüsenfeld aufweist, welches einem ersten Oberflächenabschnitt des Gießstrangs zugeordnet ist, und wobei die Vorrichtung zur Sekundärkühlung ein zweites Kühldüsenfeld aufweist, welches einem zweiten Oberflächenabschnitt des Gießstrangs zugeordnet ist. Gekennzeichnet ist die Vorrichtung dadurch, dass sie dazu eingerichtet ist, mit dem oder den Wärmebilder(n) den wenigstens ersten und zweiten Oberflächenabschnitt zu erfassen, mittels des oder der Wärmebilder eine erste Ist-Temperatur des ersten Oberflächenabschnitts des Gießstrangs zu bestimmen, mittels des oder der Wärmebilder eine zweite Ist-Temperatur des zweiten Oberflächenabschnitts des Gießstrangs zu bestimmen, in Abhängigkeit einer ersten Differenz zwischen der ersten Ist-Temperatur und einer ersten Soll-Temperatur, ein dem ersten Oberflächenabschnitt zugeordnetes Kühldüsenfeld der Vorrichtung zur Sekundärkühlung zu regeln, und in Abhängigkeit der zweiten Differenz zwischen der zweiten Ist-Temperatur und einer zweiten Soll-Temperatur, ein dem zweiten Oberflächenabschnitt zugeordnetes Kühldüsenfeld der Vorrichtung zur Sekundärkühlung zu regeln.Furthermore, a device for continuous casting with a device for secondary cooling of a cast strand and with at least one thermal imaging camera for recording at least one thermal image of the cast strand after the device for secondary cooling of the cast strand is proposed, the device for secondary cooling having a first cooling nozzle field which is a first surface section of the cast strand is assigned, and wherein the device for secondary cooling has a second cooling nozzle field which is assigned to a second surface section of the cast strand. The device is characterized in that it is set up to record the at least first and second surface section with the thermal image (s), to determine a first actual temperature of the first surface section of the cast strand by means of the thermal image (s), by means of the or the thermal images to determine a second actual temperature of the second surface section of the cast strand, depending on a first difference between the first actual temperature and a first target temperature, to regulate a cooling nozzle field of the device for secondary cooling assigned to the first surface section, and depending on the second difference between the second actual temperature and a second target temperature, to regulate a cooling nozzle field of the device for secondary cooling that is assigned to the second surface section.

Hinsichtlich der mit einer solchen Vorrichtung einhergehenden Vorteile und möglicher weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ausführungen zum Verfahren zum Stranggießen verwiesen.With regard to the advantages associated with such a device and possible further refinements, reference is made to the statements on the method for continuous casting.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen schematisch:

1 eine Vorrichtung zum Stranggießen;
2 einen Ausschnitt der Vorrichtung nach 1; und
3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Stranggießen.

The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. They show schematically:

1 an apparatus for continuous casting;
2 a section of the device 1 ; and
3 a flow chart of a method for continuous casting.

Die in der 1 gezeigte Vorrichtung zum Stranggießen umfasst eine Pfanne P, in welcher flüssiges Metall, insbesondere Stahl, zu einem Zwischenbehälter Z transportiert und dort hineingegossen werden kann. Vom dem Zwischenbehälter Z fließt das flüssige Metall zu einer Kokille KO, an deren Rändern das flüssige Metall mit einer Primärkühlvorrichtung (nicht gezeigt) abgekühlt wird, so dass sich dort innerhalb der Kokille KO ein Gießstrang G mit zunächst noch flüssigem Kern, aber bereits erstarrter, tragfähiger Strangschale bildet.The ones in the 1 The device shown for continuous casting comprises a pan P, in which liquid metal, in particular steel, can be transported to an intermediate container Z and poured into it. The liquid metal flows from the intermediate container Z to a mold KO, at the edges of which the liquid metal is cooled with a primary cooling device (not shown), so that there is a cast strand inside the mold KO G with initially still liquid core, but already solidified, stable strand shell.

Nachdem der Gießstrang G die Kokille KO verlassen hat, wird er mittels einer Strangführung derart geführt, dass er ausgehend vom Guss in Schwerkraftrichtung umgebogen und in einer waagerechten Förderrichtung F weitertransportiert wird. Die Strangführung weist zu diesem Zweck mehrere sich jeweils gegenüberliegende Strangführungsrollen R auf.After the cast strand G has left the mold KO, it is guided by means of a strand guide in such a way that, starting from the casting, it is bent in the direction of gravity and transported further in a horizontal conveying direction F. For this purpose, the strand guide has a plurality of strand guide rollers, each opposite one another R. on.

Zwischen den sich gegenüberliegenden Strangführungsrollen R sind Düsenreihenanordnungen SK1, SK2, SK3 zur Sekundärkühlung vorgesehen. Mittels der durch die Düsenreihenanordnungen SK1, SK2, SK3 gebildeten Vorrichtung zur Sekundärkühlung wird der Gießstrang G gekühlt, bis er durcherstarrt ist. Im Anschluss wird der Gießstrang G mit einer in der Figur nicht gezeigten Vorrichtung in Halbzeuge B geteilt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Halbzeug B um eine Bramme B.Between the opposite strand guide rollers R. are nozzle rows SK1 , SK2 , SK3 intended for secondary cooling. By means of the nozzle row arrangements SK1 , SK2 , SK3 formed device for secondary cooling is the cast strand G chilled until it is frozen through. Then the cast strand G with a device not shown in the figure into semi-finished products B. divided. In the exemplary embodiment shown, it is the semifinished product B. around a slab B. .

Weiter ist im Auslauf der Vorrichtung zum Stranggießen wenigstens eine Wärmebildkamera K vorgesehen.Furthermore, at least one thermal imaging camera is located in the outlet of the continuous casting device K intended.

In der 2 ist ein Ausschnitt der in der 1 gezeigten Vorrichtung zum Stranggießen dargestellt. Die Vorrichtung zur Sekundärkühlung umfasst Kühldüsenfelder SK1, SK2, SK3, SK4 von denen vier Kühldüsenfeldern vier Oberflächenabschnitten W1, W2, W3, W4 des Gießstrangs G zugeordnet sind. Bei den vier Oberflächenabschnitten W1, W2, W3, W4 des Gießstrangs G handelt es sich bei den drei Oberflächenabschnitten W1, W2, W3 um Oberflächenabschnitte der Oberseite des Gießstrangs G, d.h. einer Strangbreitseite, und bei einem Oberflächenabschnitt W4 um einen Oberflächenabschnitt einer Strangschmalseite.In the 2 is an excerpt from the 1 shown device for continuous casting. The device for secondary cooling comprises cooling nozzle arrays SK1 , SK2 , SK3 , SK4 of which four cooling nozzle fields four surface sections W1 , W2 , W3 , W4 of the cast strand G assigned. At the four surface sections W1 , W2 , W3 , W4 of the cast strand G it concerns the three surface sections W1 , W2 , W3 around Surface portions of the top of the cast strand G , ie a strand broad side, and at a surface section W4 around a surface section of a strand narrow side.

Wie in der 2 gezeigt wird, wird mit einer Wärmebildkamera K wenigstens ein Wärmebild des Gießstrangs G nach der Vorrichtung zur Sekundärkühlung aufgenommen. Mittels des Wärmebilds werden Ist-Temperaturen der Oberflächenabschnitte W1, W2, W3, W4 bestimmt. Bei den Ist-Temperaturen handelt es sich um Durchschnittstemperaturen der Oberflächenabschnitte W1, W2, W3, W4.Like in the 2 is shown using a thermal imaging camera K at least one thermal image of the cast strand G added after the device for secondary cooling. The actual temperatures of the surface sections are determined using the thermal image W1 , W2 , W3 , W4 certainly. The actual temperatures are average temperatures of the surface sections W1 , W2 , W3 , W4 .

Zusätzlich zu den Oberflächenabschnitten W1, W2, W3, W4, denen die Kühldüsenfelder SK1, SK2, SK3, SK4 zugeordnet sind, wird auch die Temperatur von Oberflächenabschnitten Q1, Q2, Q3 an der Stirnseite des Gießstrang G erfasst.In addition to the surface sections W1 , W2 , W3 , W4 that the cooling nozzle fields SK1 , SK2 , SK3 , SK4 are assigned, the temperature of surface sections is also assigned Q1 , Q2 , Q3 at the front of the cast strand G detected.

4 zeigt ein stark vereinfachtes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Stranggießen. Zunächst werden die Parameter des herzustellenden Halbzeugs B, insbesondere dessen Abmessungen und dessen Materialeigenschaften, erfasst (Schritt 301). 4th shows a greatly simplified flow diagram of a method for continuous casting. First, the parameters of the semi-finished product to be manufactured B. , in particular its dimensions and its material properties, recorded (step 301 ).

Basierend auf diesen Parametern werden automatisiert Steuervorgaben für die Vorrichtung zum Stranggießen ermittelt (Schritt 302). Insbesondere werden die Soll-Oberflächentemperaturen des Gießstrangs G am Auslauf der Vorrichtung zum Stranggießen und die Soll-Querschnittstemperaturen des Gießstrangs am Auslauf der Vorrichtung zum Stranggießen bestimmt.Based on these parameters, control specifications for the continuous casting device are automatically determined (step 302 ). In particular, the target surface temperatures of the cast strand G at the outlet of the device for continuous casting and the target cross-sectional temperatures of the cast strand at the outlet of the device for continuous casting determined.

Anschließend werden die entsprechenden Temperaturen am Auslauf der Stranggießanlage geregelt. Dazu werden zunächst auf der Grundlage der Soll-Oberflächentemperaturen und der Soll-Querschnittstemperaturen Vorgabewerte für die Vorrichtung zur Sekundärkühlung ermittelt und der Gießstrang basierend auf diesen Werten gekühlt (Schritt 303).The corresponding temperatures at the outlet of the continuous caster are then regulated. For this purpose, default values for the device for secondary cooling are first determined on the basis of the target surface temperatures and the target cross-sectional temperatures, and the cast strand is cooled based on these values (step 303 ).

Mittels der Wärmebildkamera K werden im Anschluss die Ist-Oberflächentemperaturen und die Ist-Querschnittstemperaturen gemessen und mit den vorher ermittelten Soll-Oberflächentemperaturen und Soll-Querschnittstemperaturen verglichen (Schritt 304). In Abhängigkeit der Abweichung der Ist-Temperaturen von den Soll-Temperaturen werden dann die Vorgabewerte für die Vorrichtung zur Sekundärkühlung angepasst (Schritt 303). Using the thermal imaging camera K the actual surface temperatures and the actual cross-section temperatures are then measured and compared with the previously determined target surface temperatures and target cross-section temperatures (step 304 ). Depending on the deviation of the actual temperatures from the setpoint temperatures, the default values for the device for secondary cooling are then adjusted (step 303 ).

Weiter können die gemessenen Ist-Temperaturen anschließend Anschlussprozessen (z.B. Walzprozessen) zur Verfügung gestellt und/oder zu Zwecken der Qualitätssicherung gespeichert werden (Schritt 305). Ebenfalls ist eine bildliche Darstellung des Temperaturprofils denkbar.Furthermore, the measured actual temperatures can then be made available to connection processes (e.g. rolling processes) and / or stored for quality assurance purposes (step 305 ). A graphic representation of the temperature profile is also conceivable.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 2753439 B1 [0003]
DE 102011077454 A1 [0003]
JP 2014037001 A [0004]
WO 2017/144481 A1 [0005, 0011]

Claims

A method for continuous casting, wherein a cast strand (G) is cast, the cast strand (G) having at least a first and a second surface section (W1, W2), at least one thermal image of the cast strand (G) after secondary cooling of the cast strand by means of a device for secondary cooling (SK1, SK2, SK3, SK4) is recorded, characterized in that the at least first and second surface section (W1, W2) is recorded with the thermal image (s), that a first actual Temperature of the first surface section (W1) of the cast strand (G) is determined that by means of the thermal image (s) a second actual temperature of the second surface section (W2) of the cast strand (G) is determined that is dependent on a first difference between the first -Temperature and a first target temperature a cooling nozzle field (SK1) of the device for secondary cooling assigned to the first surface section (W1) is regulated ird, and that depending on the second difference between the second actual temperature and a second target temperature, a cooling nozzle field (SK2) of the device for secondary cooling assigned to the second surface section (W2) is regulated.

Process for continuous casting according to Claim 1 , characterized in that the first and second surface sections are adjacent, and that the amount of the difference between the first target temperature and the second target temperature is less than 150 Kelvin, in particular less than 100 Kelvin.

Process for continuous casting according to Claim 1 or 2 , characterized in that the first and / or second target temperature is greater than 800 ° C, in particular greater than 900 ° C.

Method for continuous casting according to one of the preceding claims, characterized in that an average temperature, a maximum temperature or a minimum temperature is determined as the first actual temperature.

A method for continuous casting according to one of the preceding claims, characterized in that the upper side of the cast strand (G) and / or the underside of the cast strand (G) and / or the left side of the cast strand (G) and / or the right side of the cast strand (G) and / or the end face of the cast strand (G) is detected.

A method for continuous casting according to one of the preceding claims, characterized in that a core temperature of the cast strand (G) is determined by means of the first actual temperature and the second actual temperature.

Method for continuous casting according to one of the preceding claims, characterized in that a casting speed is regulated as a function of the first actual temperature and the second actual temperature.

A method for continuous casting according to one of the preceding claims, characterized in that a graphic representation of the temperature profile of the cast strand (G) is displayed to a user.

A method for continuous casting according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary cooling is increased and the casting speed is then increased.

Device for continuous casting with a device for secondary cooling (SK1, SK2, SK3, SK4) of a cast strand (G), and with at least one thermal imaging camera (K) for recording at least one thermal image of the cast strand (G) after the device for secondary cooling (SK1, SK2 , SK3, SK4) of the cast strand (G), the device for secondary cooling having a first cooling nozzle field (SK1) which is assigned to a first surface section (W1) of the cast strand (G), the device for secondary cooling having a second cooling nozzle field (SK2) which is assigned to a second surface section (W2) of the cast strand, characterized in that the device is set up to capture the at least first (W1) and second (W2) surface section with the thermal image (s), by means of the or the thermal images to determine a first actual temperature of the first surface section (W1) of the cast strand (G), by means of the thermal image or images a second actual temperature To determine the temperature of the second surface section (W2) of the cast strand (G), depending on a first difference between the first actual temperature and a first target temperature, a cooling nozzle field (SK1) assigned to the first surface section (W1) of the device for secondary cooling regulate, and depending on the second difference between the second actual temperature and a second target To regulate the temperature of a cooling nozzle field (SK2) of the device for secondary cooling that is assigned to the second surface section (W2).