DE19915268A1 - Process for casting a continuous caster - Google Patents
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Abstract
Um ein Verfahren zum Angießen der Kokille bei Stranggießanlagen bereitzustellen, wobei beim Angießvorgang eine dünne und stabile Strangschale eingestellt wird, wird ein Gießstartprogramm aus den Faktoren Füllstandsregelung mittels kontrollierter Stopfenbewegung, Kokillenkühlung und Einstellung der Oszillation schon während des Angießprozesses vorgeschlagen.In order to provide a process for casting the mold on in continuous casting plants, whereby a thin and stable strand shell is set during the casting process, a casting start program based on the factors of level control by means of controlled plug movement, mold cooling and setting of the oscillation during the casting process is proposed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Angießen einer Stranggießanlage zum Herstellen eines Gießprodukts aus Metall, insbesondere aus Stahl, umfassend eine beim Angießvorgang bodenseitig verschlossene Kokille sowie ein Gießrohr, das in den oberen Teil der Kokille eingeführt wird, wobei die Gießrohrdurchlaß menge und somit der Kokillenfüllstand regelbar ist mittels eines in das Gießrohr eintauchenden Stopfens, dessen gießrohrseitiges Ende einen sich kontinuierlich verkleinernden kreisförmigen Querschnitt aufweist, wobei vor Beginn des Angieß vorgangs der Zulauf des Gießrohres mittels des Stopfens verschlossen ist.The invention relates to a method for casting a continuous caster for Manufacture of a cast product from metal, in particular from steel, comprising a mold closed on the bottom during casting and a pouring tube, which is inserted into the upper part of the mold, the pour tube passage quantity and thus the mold level can be regulated by means of a pouring tube immersed stopper, the end of which on the pouring tube side becomes continuous has reducing circular cross-section, being before the start of the sprue process the inlet of the pouring tube is closed by means of the stopper.
Grundsätzlich unterteilt sich das Stranggießen in die Gießstartphase mit boden seitig verschlossener Kokille und die Phase des kontinuierlichen Gießens und Ab ziehens des Strangs. Zum Gießstart wird die Kokille bekanntermaßen mittels ei nes Stranganfahrkopfes verschlossen und mit schmelzflüssigem Metall gefüllt. Der teilweise erstarrte Strangkopf wird mittels des Anfahrkopfes aus der Kokille gezo gen. Mit dem Strangabzug beginnt der eigentliche kontinuierliche Gießprozeß.Basically, continuous casting is divided into the casting start phase with soil sealed mold and the phase of continuous casting and Ab pulling the strand. At the start of casting, the mold is known to be by means of egg Nes strand start head closed and filled with molten metal. The partially solidified strand head is pulled out of the mold by means of the start-up head The actual continuous casting process begins with the strand withdrawal.
Während der Gießstartphase bzw. des Angießvorgangs wird die in die Kokille ein gefüllte Schmelzmenge über eine Stopfenbewegung kontrolliert. Im Gegensatz zu dem sich anschließenden kontinuierlichen Strangabzug ist der Angießvorgang der Kokille in der Praxis wenig automatisiert. Es ist theoretisch eine Idealkurve für die Stopfenbewegung zur Einstellung eines optimalen Füllvorgangs der Kokille ermit telbar. Aufgrund von Begrenzungen der Stopfengeschwindigkeit kommt es jedoch zu einem unerwünschten Überschwingen bzw. Unterschwingen des Füllstandes im Übergang zwischen der Angießphase und der kontinuierlichen Gieß- und Ab zugsphase. During the casting start phase or the casting process, the mold is inserted into the mold filled amount of melt controlled by a stopper movement. In contrast to the subsequent continuous strand withdrawal is the casting process Chill mold little automated in practice. It is theoretically an ideal curve for that Stopper movement for setting an optimal filling process of the mold telbar. However, it does occur due to limitations on the plug speed to an undesirable overshoot or undershoot of the level in the transition between the pouring phase and the continuous pouring and Ab train phase.
Zum Vergießen von hochlegierten und damit gießtechnisch kritischen Stahlsorten, wie beispielsweise peritektischen Stählen oder austenitischen chromhaltigen Rostfreistählen, ist ein gleichmäßiger und ebener Schmierfilm zwischen der sich bildenden Strangschale und den Kokillenplatten notwendig. Dieser Schmierfilm muß zudem schnell aufgebaut werden. Er dient zur Isolierung und verhindert eine zu große und schnelle Wärmeabfuhr, was einer unerwünschten Rißbildung der Schale entgegenwirkt. In diesem Zusammenhang ist es problematisch, daß die beim Angießvorgang schroff abgekühlte Schmelze in der Kokille in der Regel eine sehr unebene bzw. hügelige Strangschale bildet, in deren "Tälern" die erste Flüs sigschlacke abfließen kann, wenn am Meniskus eine große Spalte zwischen der sich bildenden Strangschale und den Kokillenplatten entsteht. Im allgemeinen bil det sich eine dicke unebene Schlackenschicht zusammen mit einer dünnen un ebenen Strangschale aus oder eine dünne unebene Schlackenschicht zusammen mit einer dicken unebenen Strangschale. Erst mit der Zeit können sich derartig entstandene hügelige Flüssigschlacke- bzw. Schmierfilmschichten in gewünschte ebene Schichten verändern. Dies in der Zwischenzeit entstandenen Strangschalen sind aufgrund der ungleichmäßigen Wärmeabfuhr uneben und neigen zu Längs- und Querrissen und Depressionen.For casting high-alloyed and therefore casting-critical steel types, such as peritectic steels or austenitic chromium-containing Stainless steels is an even and even lubricating film between them forming strand shell and the mold plates necessary. This greasy film must also be set up quickly. It is used for insulation and prevents one too large and rapid heat dissipation, which leads to undesirable cracking Counteracts bowl. In this context it is problematic that the during the casting process, the melt in the mold, which has been abruptly cooled, usually has one very uneven or hilly strand shell forms, in the "valleys" the first rivers sig slag can drain if there is a large gap between the strand shell and the mold plates are formed. Generally bil there is a thick uneven layer of slag together with a thin un flat strand shell or a thin uneven layer of slag together with a thick uneven strand shell. Only with time can become like this hilly liquid slag or lubricating film layers formed in desired change flat layers. This has resulted in strand shells in the meantime are uneven due to the uneven heat dissipation and tend to and cross cracks and depression.
Der vorliegenden Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Angießen der Kokille bei Stranggießanlagen bereitzustellen, so daß beim An gießvorgang eine gleichmäßige und stabile Strangschale eingestellt wird.The present invention is therefore based on the object of a method to provide for casting the mold in continuous casting plants, so that the An pouring process a uniform and stable strand shell is set.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen offenbart.This object is achieved by means of a method with the features of claim 1 solved. Advantageous refinements are disclosed in the subclaims.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Gießstartprogramm vorgeschlagen, in das die Faktoren Füllstandsänderung, Temperaturregelung der Kokille und Oszillations bewegung eingehen. Die Füllstandsänderung in der Kokille soll vor dem Übergang von Angießvorgang zum kontinuierlichen Gieß- und Abzugprozeß gering sein, be reits während des Angießvorgangs wird die Temperatur der Seitenplatten der Ko kille geregelt und die Kokille in eine oszillierende Bewegung versetzt.To solve the problem, a casting start program is proposed, in which the Level change, mold temperature control and oscillation factors enter into motion. The level change in the mold should be before the transition be small from the casting process to the continuous casting and withdrawal process, be The temperature of the side plates of the co kille regulated and the mold in an oscillating movement.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich die automatisierte Stopfen bewegung nicht an einer idealen Füllstand-Zeitkurve orientieren darf. Es wird vor geschlagen, daß sich der Angießvorgang aus drei zeitlichen Phasen zusammen setzt, wobei in einer ersten Phase der Stopfen mit einer derartigen Geschwindig keit nach oben längs der Gießrohrachse bewegt wird, daß der Füllstand der Ko kille schnell ansteigt, daß in einer zweiten Phase der Stopfen mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt wird, so daß der Füllstand gleichmäßig stetig ansteigt, und daß in einer dritten Phase der Stopfen bis zu der anfänglichen geschlossenen Position mit konstanter Geschwindigkeit zurückgefahren wird zur kurzzeitigen Be endigung des Füllvorgangs in der Kokille und daß sich daran der kontinuierliche Gieß- und Strangabzugprozeß anschließt. Auf diese Weise wird insbesondere ein Überschwingen bzw. Unterschwingen des Füllstands im Übergang zwischen der Angießphase und der kontinuierlichen Gieß- und Abzugsphase vermieden.The invention is based on the knowledge that the automated stopper movement must not be based on an ideal level-time curve. It will be before struck that the casting process consists of three temporal phases sets, in a first phase the plug with such a speed speed is moved upwards along the pouring tube axis, that the fill level of the Ko kille rises quickly, that in a second phase the plug with a constant Speed is moved so that the fill level rises steadily and steadily, and that in a third phase the plug up to the initial closed The position is retracted at a constant speed for a brief loading Completion of the filling process in the mold and that the continuous Casting and strand withdrawal process connects. In this way, in particular Overshoot or undershoot of the level in the transition between the Casting phase and the continuous pouring and withdrawal phase avoided.
Des weiteren wird im Rahmen des erfindungsgemäßen kombinatorischen Start programms vorgeschlagen, daß die Strangschaleneigenschaften durch geeignete Regelung der Temperatur der Kokillenplatten bereits während des Angießvor gangs beeinflußt werden. Dies ist schon durch einen reduzierten Kühlwasser durchfluß zur Kühlung der Kokillenplatten während des Angießvorgangs möglich. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, die Kokillenplatten vor dem eigentlichen An gießvorgang vorzuwärmen und erst nach Abschluß des Angießvorgangs mit der Kühlung zu beginnen.Furthermore, in the context of the combinatorial start according to the invention programs proposed that the strand shell properties by suitable Regulation of the temperature of the mold plates already during the casting process gangs are influenced. This is already due to a reduced cooling water flow possible for cooling the mold plates during the casting process. It is preferably proposed that the mold plates before the actual start preheating the casting process and only after completing the casting process with the To start cooling.
Gleichzeitig soll während des Angießvorgangs bereits vor dem Start des Strang abzugs die Oszillation der Kokille mit großer Hubhöhe und in dieser Phase die Zugabe von Schlackepulver einsetzen. Das Anfahren mit großer Hubhöhe und somit von Gießschlacke verbrauchenden Oszillationsparametern unterstützt eine schnelle Einförderung von Gießpulver bzw. Flüssigschlacke in den Spalt zwischen der Strangschale und den Kokillenplatten. Die Reibungsverhältnisse werden ver bessert, es bildet sich auch bei schwierig vergießbaren Stählen eine gleichmäßige Strangschale aus.At the same time, the casting process should start before the start of the strand deduct the oscillation of the mold with a large lifting height and in this phase the Use the addition of slag powder. Starting with a large lifting height and thus supporting oscillation parameters using casting slag rapid feeding of casting powder or liquid slag into the gap between the strand shell and the mold plates. The frictional relationships are ver improves, even with difficult to cast steels it forms a uniform Strand shell.
Mit Hilfe des vorgeschlagenen automatischen Startprogramms, das durch die Kombination der Faktoren Beeinflussung der Stopfenbewegung zur Einstellung des Füllstandes, Kokillenkühlung und Beginn der Oszillationsbewegung günstige Bedingungen schafft, wird beim Angießvorgang bereits eine dünne, anpassungs fähige Strangschale erhalten. Dies hat u. a. den Vorteil, daß nicht erst durch die Wärme der Stahlschmelze selbst die Kokillenplatten auf Betriebstemperatur ge bracht werden müssen.With the help of the proposed automatic launcher, which is supported by the Combination of factors influencing the stopper movement for adjustment the filling level, mold cooling and the start of the oscillation movement favorable Creates conditions, the pouring process becomes a thin, adaptable one capable strand shell received. This has u. a. the advantage that not only through the Heat the molten steel even the mold plates to operating temperature must be brought.
Zum Ablauf des Startprogramms wird der sich einstellende Füllstand in der Kokille während des Angießvorgangs gemessen. Hierzu eignen sich radiometrische Sy steme oder Thermoelemente. Es sind Ultraschallsensoren denkbar, wenn ein Spritzschutz vorhanden ist. Die Temperaturmessung in der Kokille zur Regelung der Durchflußmenge des Kühlwassers ist mittels Thermoelementen möglich.At the end of the start program, the filling level that is set in the mold measured during the casting process. Radiometric systems are suitable for this steme or thermocouples. Ultrasonic sensors are conceivable if one Splash guard is present. The temperature measurement in the mold for control the flow rate of the cooling water is possible using thermocouples.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgen den Beschreibung. Hierbei zeigen:Further details and advantages of the invention result from the following the description. Here show:
Fig. 1 die Füllstand-Zeitkurve während des Angießvorgangs, die sich nach dem vorgeschlagenen Verfahren ergibt, sowie während des sich an schließenden kontinuierlichen Gießprozesses mit gleichzeitigem Strangabzug, Fig. 1, the level-time curve during the cast operation, which results by the proposed method, as well as during the casting process is continuous on closing with a simultaneous strand withdrawal,
Fig. 2 die der Fig. 1 entsprechende Stopfenweg-Zeitkurve; FIG. 2 shows the plug path time curve corresponding to FIG. 1;
Fig. 3 die Füllstand-Zeitkurve während des Angießvorgangs sowie während des sich anschließenden kontinuierlichen Gießprozesses mit gleich zeitigem Strangabzug bei un- bzw. niedriglegierten Stahlsorten (A-B); Figure 3 shows the level-time curve during the start cast operation as well as during the subsequent continuous casting process with whilst promoting strand withdrawal in unalloyed or low grades (AB).
Fig. 4 die Füllstand-Zeitkurve bei höherlegierten Stahlsorten (C-D); Fig. 4 is the level-time curve at higher alloyed steel grades (CD);
Fig. 5 die sich aus den Fig. 3 und 4 durchschnittliche ergebende Füll stand-Zeitkurve; FIG. 5 shows the average filling level-time curve resulting from FIGS . 3 and 4;
Fig. 6 Füllstand-Zeitkurven mit einem überschwingenden bzw. unter schwingenden Übergang des Füllstandes zwischen Angießvorgang und sich anschließenden kontinuierlichen Gießprozesses mit gleich zeitigem Strangabzug; Figure 6 is level-time curve with an oscillating or vibrating under the level transition between Angießvorgang and subsequent continuous casting process with whilst promoting strand withdrawal.
Fig. 7 Temperaturverlauf der Kokillenkühlung bzw. Geschwindigkeitsverlauf des Kühlwassers über der Zeit nach dem vorgeschlagenen Verfah ren; Fig. 7 temperature curve of the mold cooling or speed curve of the cooling water over time after the proposed process ren;
Fig. 8 Oszillationsbewegung-Zeitverlauf nach dem vorgeschlagenen Ver fahren. Fig. 8 drive oscillation movement-time course according to the proposed United.
Fig. 1 zeigt mittels einer Füllstand-Zeitkurve 1 sowie entsprechender Stopfenbe wegung 1'(Fig. 2) den sich nach dem vorgeschlagenen Verfahren ablaufenden Füllvorgang, der sowohl bei leichter zu vergießenden unlegierten Stählen als auch bei höherlegierten Stählen eine gewünschte dünne und gleichwohl stabile Strang schale ergibt. Die sich ergebende Füllstandhöhe der Kurve 1 befindet sich im Zeit bereich kurz vor dem Übergang zwischen dem Angießvorgang und dem kontinu ierlichen Gießprozeß mit gleichzeitigem Strangabzug oberhalb der Füllstandhöhe, die sich nach einer durchschnittlich ermittelten Füllstand-Zeitkurve 2 ergeben wür de. Die entsprechende theoretische Stopfenbewegung ist mit 2' (Fig. 2) gekenn zeichnet. Der Übergang zwischen Gießstart und kontinuierlichem Gießvorgang ist mit 0 bezeichnet. Fig. 1 shows by means of a level-time curve 1 and corresponding Stopfenbe movement 1 '( Fig. 2) the filling process that takes place according to the proposed method, which is a desired thin and nevertheless stable strand both with easier-to-cast unalloyed steels and with higher-alloy steels shell results. The resulting fill level of curve 1 is in the time range shortly before the transition between the casting process and the continuous casting process with simultaneous strand draw above the fill level, which would result from an average fill-time curve 2 . The corresponding theoretical plug movement is marked with 2 '( Fig. 2). The transition between the start of casting and the continuous casting process is denoted by 0.
Diese Durchschnittskurve 2 (Fig. 5) wird aus den Mittelwerten der Füllstand- Zeitkurve 3 für unlegierte oder niedriglegierte Stähle (Fig. 3; Stahlsorte A-B) und den der Füllstand-Zeitkurve 4 für hochlegierte Stähle (Fig. 4; Stahlsorte C-D) er halten. Die hierzu erforderlichen Werte werden entweder mittels Thermoelemen ten oder mittels radiometrischen Meßsystemen aufgenommen. Da diese Idealkur ve für alle Stähle A-B-C-D aufgrund einer Bewegungsbegrenzung des Stopfens in der Praxis nur ungenügend nachfahrbar ist, stellt sich ein überschwingender (Kur ve 5 der Fig. 6) bzw. unterschwingender (Kurve 6 der Fig. 6) Füllstandsverlauf beim Übergang vom Angießvorgang zum eigentlichen Gieß- und Abziehprozeß ein, der Grund für Gießstartfehler ist. Bei dem Kurvenverlauf 5 bildet sich eine dic ke Strangschale am Meniskus, bei dem Kurvenverlauf 6 wird die Schlackenkruste überflutet. Durch die vorgeschlagene Verfahrbewegung des Stopfens stellt sich die Kurve 1 (Fig. 1) ein, die oberhalb der Durchschnittskurve 2 verläuft. Mit dem schraffierten Bereich und P ist der günstigste Zeitpunkt für die Zugabe des Schlackepulvers gekennzeichnet. Durch die langsame Bewegung des Stopfens in diesem Bereich (vgl. Kurve 1) wird dieser bisher kritische Vorgang für die Strang schalenbildung verbessert.This average curve 2 ( FIG. 5) is obtained from the mean values of the fill level time curve 3 for unalloyed or low-alloy steels ( FIG. 3; steel grade AB) and that of the fill level time curve 4 for high-alloy steels ( FIG. 4; steel grade CD) . The values required for this are recorded either by means of thermocouples or by means of radiometric measuring systems. Since this ideal curve ve for all steels ABCD is inadequate to follow due to a movement limitation of the plug, there is an overshoot (curve ve 5 of Fig. 6) or undershooting (curve 6 of Fig. 6) level curve during the transition from the casting process to the actual casting and stripping process, which is the reason for casting start errors. In the course of the curve 5 , a thick strand shell is formed on the meniscus, in the course of the curve 6 the slag crust is flooded. The proposed movement of the stopper results in curve 1 ( FIG. 1), which runs above average curve 2 . The hatched area and P indicate the best time for adding the slag powder. Due to the slow movement of the plug in this area (see curve 1 ) this previously critical process for the strand formation is improved.
In das vorgeschlagene Gießstartprogramm soll gleichzeitig die Kokillentemperatur regelung eingehen. Ziel ist die schnellstmögliche Einstellung der Temperatur der Kokille auf die gewünschte Betriebstemperatur. Hierzu wird schon während des Angießvorgangs die Temperatur der Kokillenplatten geregelt (vgl. Fig. 7). Die Seitenplatten der Kokille werden während des Gießvorgangs vorgewärmt (vgl. Kurve H2O T°C). Während des kontinuierlichen Gießvorgangs wird der Vorwärm prozeß von einem Kühlprozeß zur Ableitung der Schmelzwärme abgelöst. Weiter hin ist während des Angießvorgangs die Geschwindigkeit des Kühlwassers vs zur Kühlung der Seitenplatten der Kokille vermindert. Die Durchflußgeschwindigkeit vs steigt beim kontinuierlichen Gießvorgang an. Alternativ zur Wasservorwärmung wird eine mit x bezeichnete Dampfvorheizung vorgeschlagen. Die Vorlaufwasser temperatur und die Wasserdurchflußmenge werden hinsichtlich der Dicke der Ko killenplatte korrigiert.The mold temperature control should also be included in the proposed casting start program. The aim is to set the mold temperature as quickly as possible to the desired operating temperature. For this purpose, the temperature of the mold plates is regulated already during the casting process (see FIG. 7). The side plates of the mold are preheated during the casting process (see curve H 2 OT ° C). During the continuous casting process, the preheating process is replaced by a cooling process to dissipate the heat of fusion. Furthermore, the speed of the cooling water v s for cooling the side plates of the mold is reduced during the casting process. The flow rate v s increases during the continuous casting process. As an alternative to water preheating, a steam preheating designated x is proposed. The flow water temperature and the water flow rate are corrected for the thickness of the pillow plate.
Als weiterer Faktor des Gießstartprogramms geht die Oszillation der Kokille ein (Fig. 8), die bereits während des Angießvorgangs beginnt. Aufgrund der ge wünschten Schlackeförderung wird mit einem großen Hub bei kleiner Hubfrequenz begonnen, wobei sich dieses Verhältnis beim kontinuierlichen Gießprozeß ändert. Another factor in the casting start program is the oscillation of the mold ( Fig. 8), which begins during the casting process. Because of the desired slag production, a large stroke is started at a small stroke frequency, this ratio changing during the continuous casting process.
Als eine besonders günstige Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß die Oszil lation bei einer Füllstandshöhe beginnt unterhalb 100 mm der Füllstandshöhe, die dem Übergang (gekennzeichnet mit Null) bzw. Setpoint entspricht. Mit H ist der Hub in mm, mit H/min die Hubfrequenz bezeichnet.As a particularly favorable embodiment, it is proposed that the Oszil lation at a fill level begins below 100 mm of the fill level, the corresponds to the transition (marked with zero) or setpoint. With H is that Stroke in mm, with H / min the stroke frequency.
Claims (6)
daß die Füllstandsänderung in der Kokille vor dem Übergang vom Angieß vorgang zum kontinuierlichen Gieß- und Strangabzugprozeß gering ist,
daß während des Angießvorgangs die Temperatur der Seitenplatten der Kokille geregelt wird und daß während des Angießvorgangs die Kokille in eine oszillierende Bewegung versetzt wird.1. A method for casting a continuous caster for producing a cast product made of metal, in particular steel, comprising a mold closed on the bottom during the casting process and a pouring tube which is inserted into the upper part of the mold, the pouring tube passage quantity and thus the mold level being adjustable by means of a plug immersed in the pouring tube, the end of which on the pouring tube side has a continuously decreasing circular cross section, the inlet of the pouring tube being closed by means of the stopper before the start of the pouring process, characterized in that
that the level change in the mold is small before the transition from the casting process to the continuous casting and strand withdrawal process,
that the temperature of the side plates of the mold is regulated during the casting process and that the mold is set into an oscillating movement during the casting process.
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2000
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| CN114769542A (en) * | 2022-03-18 | 2022-07-22 | 云南云铝泽鑫铝业有限公司 | Casting process for producing 6-series aluminum-magnesium-silicon alloy bar |
| CN114769542B (en) * | 2022-03-18 | 2024-03-15 | 云南云铝泽鑫铝业有限公司 | Casting process for bar production of 6-series aluminum-magnesium-silicon alloy |
Also Published As
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|---|---|
| EP1043097A1 (en) | 2000-10-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8130 | Withdrawal |