DE19916190C2 - Slab continuous casting method and apparatus - Google Patents
Slab continuous casting method and apparatusInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen von Brammen, insbesondere aus Stahl, wobei schmelzflüssiges Material über ein Gießrohr in eine Kokille als Primärkühlzone gegossen wird und anschließend ein Strang aus der Kokille abgezogen und über einen Rollenstrang als Sekundärkühl zone geführt wird, der Mittel zum Aufbringen eines Kühlmittels auf die Strangober fläche aufweist.The invention relates to a method and an apparatus for the continuous casting of Slabs, especially of steel, with molten material over a Pouring tube is poured into a mold as the primary cooling zone and then one Extracted strand from the mold and on a roller strand as a secondary cooling zone is guided, the means for applying a coolant to the strand top has area.
Grundsätzlich wird beim Gießen von Brammen zwischen Standardbrammen und Dünnbrammen unterschieden. Die Brammenformate betragen für Standardbram men ca. 3.500-600 × 150-400 mm und und für Dünnbrammen ca. 3.500-600 × 30-150 mm. Die Gießgeschwindigkeiten bewegen sich bei Standardbrammen zwischen 0,3-2,5 m/min und für Dünnbrammen bis max. 10 m/min. Bedeutend für ein oberflächenfehlerfreies Gießen ist eine gleichmäßige Wärmeabfuhr, insbeson dere in der Kokille. Folge einer ungleichmäßigen Wärmeabfuhr sind beispielswei se Längsrisse auf den beiden Breitseiten einer Bramme in der Kokille unmittelbar unter dem Gießspiegel.Basically, when casting slabs between standard slabs and Differentiated thin slabs. The slab formats are for standard slab 3,500-600 × 150-400 mm and and for thin slabs approx. 3,500-600 × 30-150 mm. The casting speeds move with standard slabs between 0.3-2.5 m / min and for thin slabs up to max. 10 m / min. Significant for Casting free of surface defects is a uniform heat dissipation, in particular another in the mold. As a result of uneven heat dissipation longitudinal cracks on the two broad sides of a slab in the mold directly under the water level.
Eine herkömmliche Stranggießmaschine (Fig. 2) setzt sich im wesentlichen zu sammen aus der Kokille 1 mit der Kokillenlänge 4.1, die für die Primärkühlung 1.1 des Stranges erforderlich ist, und aus der Rollenstrangführung 4.2, die nach dem Stand der Technik mit einer symmetrischen Spritzkühlung 5.1 ausgestattet ist, die für die Sekundärkühlung des Stranges notwendig ist. Symmetrische Spritzkühlung bedeutet, daß die Spritzdüsen zum Aufbringen des Kühlwassers symmetrisch zur Mittenachse über die Strangbreite mit gleichem Druck und gleicher Kühlwasser menge arbeiten. Es ist festzuhalten, daß in der Kokille ca. 20-30% der Energie frei wird, die bis zur Durcherstarrung der Bramme am Maschinenende abgeführt werden muß. Diese 20-30% der Energie werden über die Kupferplatten an das Kokillenkühlwasser abgegeben. Die restliche Energie wird frei im Sekundärkühlbe reich, der aus einem Rollenkäfig, der Rollenstrangführung auf der Los- und Fest seite und der Spritzkühlung besteht, die die Strangoberfläche und die Strang schale mit Spritzwasser symmetrisch zur Mittenachse über die Breite in der Regel bis zum Maschinenende kühlt.A conventional continuous casting machine ( Fig. 2) is composed essentially of the mold 1 with the mold length 4.1 , which is required for the primary cooling 1.1 of the strand, and from the roller strand guide 4.2 , which according to the prior art with a symmetrical spray cooling 5.1 is equipped, which is necessary for the secondary cooling of the strand. Symmetrical spray cooling means that the spray nozzles for applying the cooling water work symmetrically to the center axis over the strand width with the same pressure and the same amount of cooling water. It should be noted that about 20-30% of the energy is released in the mold, which must be dissipated at the end of the machine until the slab has solidified. This 20-30% of the energy is released to the mold cooling water via the copper plates. The remaining energy is freely available in the secondary cooling area, which consists of a roller cage, the roller strand guide on the loose and fixed side and the spray cooling system, which cools the strand surface and the strand shell with spray water symmetrically to the center axis across the width, usually to the end of the machine .
Die Erstarrungszeit einer Standardbramme mit einer Dicke von beispielsweise 200 mm beträgt ca. 16 min, eine Dünnbramme mit einer Erstarrungsdicke von bei spielsweise 50 mm benötigt ca. 1 min für ihre Erstarrung. Somit sind die Anlagen längen zum Gießen der Standardbramme im Vergleich zu denen der Dünnbram me bei gleicher Gießleistung und einer Gießgeschwindigkeit von 1 m/min im Falle der 200 mm dicken Standardbramme 16 m bzw. im Falle der 50 mm dicken Dünn bramme 4 m. Dieses Beispiel zeigt, daß die spezifische Energiedichte im Falle der Dünnbramme pro m2 Strangführung in erster Näherung 4 mal größer ist als bei der Standardbramme. Diese Beispiele machen deutlich, daß die Energiedichten und die Gleichmäßigkeit der Energieverteilung eine bedeutende Rolle für die Stran goberflächenqualität, Stranginnenqualität, koaxiale Führung des Stranges in der Rollenstrangführung, Stranggeometrie und Gießsicherheit spielen.The solidification time of a standard slab with a thickness of, for example, 200 mm is approx. 16 min, a thin slab with a solidification thickness of 50 mm, for example, takes approx. 1 min for its solidification. This means that the lines for casting the standard slab are 16 m long compared to those for the thin slab with the same casting performance and a casting speed of 1 m / min in the case of the 200 mm thick standard slab or 4 m in the case of the 50 mm thick thin slab. This example shows that the specific energy density in the case of the thin slab per m 2 strand guidance is 4 times greater than that of the standard slab in the first approximation. These examples make it clear that the energy densities and the uniformity of the energy distribution play an important role for the strand surface quality, strand interior quality, coaxial guidance of the strand in the roller strand guidance, strand geometry and casting reliability.
Zudem ist bekannt, daß die Wärmeströme in der Kokille mit steigender Gießge schwindigkeit und sinkender Strangdicke ansteigen und auch die Kokillenplatten auf der Heißseite belasten.It is also known that the heat flows in the mold with increasing casting speed and decreasing strand thickness increase and so do the mold plates strain on the hot side.
Beim Gießen von Brammen sowohl im Falle der Standardbramme als auch im Falle der Dünnbramme sind Fehler wie Längsrisse oder Schräglauf der Bramme innerhalb der Strangführung möglich. Ein Schräglauf führt zu Störungen in der Brammengeometrie - ausgedrückt als Abweichung von einer mittensymmetrischen (Keiligkeit) und konvexen (max. 2% seiner Banddicke 40 mm neben der Schmal seite) Brammenform, die die Ursache für die Minderung sowohl der Gießsicherheit als auch der Walzsicherheit und Warmbandqualität darstellen.When casting slabs both in the case of the standard slab and in the The case of the thin slab is defects such as longitudinal cracks or slanting of the slab possible within the strand guide. A skew leads to disturbances in the Slab geometry - expressed as a deviation from a center symmetric (Wedge) and convex (max. 2% of its band thickness 40 mm next to the narrow side) slab shape, which is the cause of the reduction of both the casting reliability as well as the rolling reliability and hot strip quality.
Weiterhin ist am Innenleben einer Bramme mit Hilfe von Untersuchungen im Be reich der Enderstarrungsstruktur anhand von Kernlockerungen bzw. der Seigerun gen häufig festzustellen, daß die Bramme nicht gleichförmig über die Brammen breite zur Enderstarrung kommt. Begleitet wird diese zur Mittenachse in Gießrich tung (Z) (vgl. Fig. 2) unsymmetrische Sumpfspitzenlage 6.1 von einer Auslen kung 7 des Brammenverlaufs aus der Maschinenmittenachse in Breitenrichtung (X) am Ende der Strangführung.Furthermore, on the inside of a slab with the help of investigations in the area of the final solidification structure based on loosening of the core or the segregation, it can often be found that the slab does not uniformly across the slab width to final solidification. This is accompanied to the center axis in the casting direction (Z) (see FIG. 2) asymmetrical sump tip position 6.1 from a deflection 7 of the slab profile from the machine center axis in the width direction (X) at the end of the strand guide.
Es ist bekannt, die Wärmestromverteilung in der Kokille zu messen. Eine dieser Methoden der Wärmestrommessung ist die integrale Messung jeder einzelnen Kokillenplatte (DE 41 17 073 A1). Allerdings geben diese Messungen keine über die Breite einer Breitseitenplatte 1.2 differenzierte und über die Kokillenlänge 4.1 inte gralen Meßwerte wieder.It is known to measure the heat flow distribution in the mold. One of these methods of heat flow measurement is the integral measurement of each individual mold plate (DE 41 17 073 A1). However, these measurements do not reflect any measured values differentiated across the width of a broad side plate 1.2 and integral over the mold length 4.1 .
Es ist auch bekannt, mit Hilfe von Thermoelementen, die in die Kokillenplatte gleichförmig verteilt eingelassen sind, diskrete Temperaturen und Wärmeströme zu messen. Allerdings handelt es sich um diskrete Messungen, die nur mit hohem Aufwand integrale und über die Kokillenbreite differenzierte Meßwerte zulassen.It is also known to use thermocouples placed in the mold plate are evenly distributed, discrete temperatures and heat flows to eat. However, these are discrete measurements that are only possible with high Allow effort to allow for integral measurement values differentiated across the mold width.
Ein anderes, relativ einfaches Meßsystem stellt die Messung der Wärmeströme bzw. der Temperaturanstiege an den Auslauföffnungen zwischen der Kokillen platte und dem Wasserkasten (DE 197 22 877 A1) dar, in Fig. 2 schematisch darge stellt. Hier werden mit Wassertemperatur-Meßfühlern 9.1 die Temperaturanstiege über die Breitseiten 1.2 der Kokille 1 einzeln gemessen und mit Hilfe der jeweili gen partiellen Wassermenge 10.1 die partiellen Wärmeströme 11.1 ermittelt. Die Summe dieser Meßwerte 10.1 und 11.1 ist gleich den Gesamtwerten, die am Ko killeneingang und -ausgang gemessen werden.Another, relatively simple measuring system is the measurement of the heat flows or the temperature increases at the outlet openings between the mold plate and the water tank (DE 197 22 877 A1), in Fig. 2 schematically represents Darge. Here, the temperature increases over the broad sides 1.2 of the mold 1 are individually measured with water temperature sensors 9.1 and the partial heat flows 11.1 are determined with the aid of the respective partial amount of water 10.1 . The sum of these measured values 10.1 and 11.1 is equal to the total values which are measured at the input and output of the kill.
Aus der DE 196 12 420 A1 ist ein Verfahren und eine Steuerung der Kühlung eines Stranges einer Stranggießanlage bekannt, bei der die Kühlung bzw. das Erstarrungsverhalten des Stranges durch die zur Kühlung des Stranges verwendete Kühlmittelmenge sowie durch die Art der Kühlmittelaufbringung beeinflußt werden kann, wobei die notwendige Kühlmittelmenge bzw. -aufbringungsart in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Solltemperaturverteilung im Strang ermittelt wird.DE 196 12 420 A1 describes a method and a control of the cooling of a Stranges a continuous caster known in which the cooling or Solidification behavior of the strand by that used to cool the strand The amount of coolant and the type of coolant applied can, the necessary coolant quantity or type of application depending is determined from a predetermined target temperature distribution in the strand.
Ausgehend von einem derartigen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufga be zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen von Brammen vorzuschlagen, mit denen es möglich wird, eine symmetrische Enderstarrung bzw. symmetrische Brammengeometrie und eine über die Breite mittensymmetrische Energie- und Temperaturverteilung sicherzustellen.Starting from such a prior art, the invention is the task be based, a method and an apparatus for the continuous casting of slabs propose with which it is possible to achieve a symmetrical final solidification or symmetrical slab geometry and a center symmetry across the width Ensure energy and temperature distribution.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen der Anspruchs 1 sowie einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen offenbart.This object is achieved by means of a method with the features of claim 1 and a device with the features of claim 3 solved. Beneficial Refinements are disclosed in the subclaims.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß die Ursachen der Fehler, wie der un symmetrische Enderstarrungsverlauf, d. h. eine unsymmetrische Sumpfspitzenla ge, und die Auslenkung der Bramme aus der Mittenachse (Z), die auch eine un symmetrische Geometrie der Bramme in Form einer Keilbildung nach sich zieht, bereits in einer unsymmetrischen Wärmeabfuhr über die Breite der Kokille zu su chen sind. Diese Störungen beim Gießen von Brammen sind auf die ungleichför mige Wärmeabfuhr über die Kokillenbreite, ausgedrückt als 'hot spots' oder 'cold spots' zurückzuführen, die beispielsweise durch ungleichförmige Schlackenbildung und/oder Schmelzeturbulenzen in der Kokille und im Gießspiegel speziell im Be reich des Tauchausgusses verursacht werden.According to the invention, it was found that the causes of the errors, such as the un symmetrical final solidification curve, d. H. an asymmetrical swamp tip la ge, and the deflection of the slab from the central axis (Z), which is also an un symmetrical geometry of the slab results in the form of a wedge, already in an asymmetrical heat dissipation across the width of the mold to su Chen are. These disruptions when pouring slabs are uneven on the Heat dissipation across the mold width, expressed as' hot spots' or 'cold spots' due, for example, to irregular slag formation and / or melt turbulence in the mold and in the mold level especially in the loading range of the diving spout.
Es ist nun die unerwartete erfinderische Lösung der oben gestellten Aufgabe, Ab weichungen dieser ungleichmäßigen Energieverteilungen, insbesondere Wär mestromverteilungen, von einer symmetrischen Wärmestromverteilung vorzugs weise am Kokillenaustritt zur Regelung eines dynamischen Spritzsystems, das über die Strangbreite der Rollenstrangführung frei wählbare Wasserverteilungen realisieren kann, zu nutzen. It is now the unexpected inventive solution to the above problem, Ab deviations from these uneven energy distributions, especially heat mestromistribution, preferred from a symmetrical heat flow distribution wise at the mold outlet to regulate a dynamic spraying system that Water distributions freely selectable over the strand width of the roller strand guide can realize to use.
Durch Regelung der Kühleinrichtung der Sekundärkühlzone in Abhängigkeit der Wärmestromverteilung in der Primärkühlzone ist eine symmetrische Energie- und Temperaturverteilung über die Brammenbreite einstellbar. Hieraus ergibt sich eine symmetrische Brammenform. Die unerwünschte Keiligkeit der Bramme wird un terdrückt, ebenso wie der Schräglauf (Säbeligkeit). Es ist ein koaxialer Lauf der Bramme mit der Strangführung in Z-Richtung erreichbar. Zudem ist eine hohe Gießsicherheit und eine verbesserte Strangoberflächen- und Stranginnenqualität möglich.By regulating the cooling device of the secondary cooling zone depending on the Heat flow distribution in the primary cooling zone is a symmetrical energy and Temperature distribution adjustable across the slab width. This results in a symmetrical slab shape. The undesired wedge of the slab becomes un depressed, as well as the skew (saber). It is a coaxial run of the Slab can be reached with the strand guide in the Z direction. It is also a high one Casting safety and an improved strand surface and strand quality possible.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung: Hierbei zeigen:Further details and advantages of the invention emerge from the claims and the following description:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Stranggießvorrichtung beste hend aus Kokille und Rollenstrangführung mit der erfindungsgemäß geregelten Kühlung der Sekundärkühlzone; Figure 1 is a schematic sectional view of a continuous casting device consisting best of mold and roller strand guide with the cooling of the secondary cooling zone controlled according to the invention.
Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer Stranggießvorrichtung nach dem Stand der Technik; Fig. 2 is a schematic sectional view of a continuous casting according to the prior art;
Fig. 3a, b Darstellungen von Wärmestromverteilungen über die Kokillenbreite über die Zeit der Fest- und Losseite der Kokille. Fig. 3a, b representations of heat flow distributions over the mold width over time of the fixed and loose side of the mold.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Stranggießkokille 1 mit der Kokillenlänge 4.1, die der Primärkühlzone 4.1 entspricht, sowie eine Rollenstrangführung 4.2 als Sekun därkühlzone. Fig. 1 shows schematically a continuous casting mold 1 with the mold length 4.1 , which corresponds to the primary cooling zone 4.1 , and a roller strand guide 4.2 as a secondary cooling zone.
Die Stranggießkokille 1 besteht aus zwei Breitseiten 1.2 und zwei Schmalseiten 1.3, in die flüssiger Stahl mit Hilfe eines Tauchausgusses 2 unter Einsatz von Gießpulver 3 eingeleitet wird. Mit 1.1. sind eine Wasserzu- und ableitung für die Primärkühlung bezeichnet, mit 1.4 der Gießspiegel. Der Kokillenaustritt ist mit 1.5 gekennzeichnet.The continuous casting mold 1 consists of two broad sides 1.2 and two narrow sides 1.3 , into which liquid steel is introduced with the aid of an immersion spout 2 using casting powder 3 . With 1.1 . are a water supply and discharge line for primary cooling, with 1.4 the casting level. The mold exit is marked with 1.5.
Beim Gießprozeß und den Erstarrungsvorgängen in der Strangkokille kommt es zu einer ungleichmäßigen Wärmestromverteilung. Wärmestromspitzen in der Ko killenplatte oder 'hot spots' 12, (hier beispielhaft gezeigt) bzw. Wärmestromsenken ('cold spots'), führen zu einer Unterkühlung bzw. zu einer Überhitzung sowohl in der Strangschale als auch im Stranginneren, das aus flüssigem Stahl besteht. Diese lokalen Temperaturunterschiede werden mittels Wassertemperatur- Meßfühlern 9.1 gemessen und mit Hilfe der jeweiligen partiellen Wassermenge 10.1 die partiellen Wärmeströme 11.1 ermittelt. Es wird die Abweichung der er mittelten Temperatur- bzw. Wärmestromverteilung von einer zur Strangmittenach se symmetrischen Temperatur- bzw. Wärmestromverteilung am Kokillenaustritt 1.5 ermittelt. In Abhängigkeit von diesem Wert kommt es zu einer Regelung der Se kundärkühlung über die Breite und Länge der Rollenstrangführung durch individu elle Ansteuerung der Spritzdüsen hinsichtlich Menge und Verteilung. Somit kann die ungleichmäßige Wärmestromverteilung durch eine dynamische Spritzkühlung 5.2, die über die Breite variabel arbeiten kann, im Bereich der Rollenstrangführung 4.2 wieder abgebaut werden. Hierdurch wird sowohl die Brammenenergie als auch die Brammenoberflächentemperatur über die Brammenbreite symmetrisch zur Brammenmittenachse (Z), womit eine Auslenkung der Bramme 7.1 geringer bzw. unterdrückt wird und der Strang koaxial zur Mittenachse der Strangführung ver läuft. Gleichzeitig weist die Bramme eine symmetrische Geometrie 8.1 ohne eine störende Keiligkeit bei symmetrischer Strangführung auf.During the casting process and the solidification processes in the continuous mold, there is an uneven distribution of heat flow. Heat flow peaks in the die plate or 'hot spots' 12 (shown here by way of example) or heat flow sinks ('cold spots') lead to hypothermia or to overheating both in the strand shell and in the interior of the strand, which consists of liquid steel . These local temperature differences are measured by means of water temperature sensors 9.1 and the partial heat flows 11.1 are determined with the aid of the respective partial amount of water 10.1 . The deviation of the temperature or heat flow distribution determined from a temperature or heat flow distribution at the mold outlet 1.5 that is symmetrical to the strand center axis is determined. Depending on this value, secondary cooling is regulated across the width and length of the roller strand guide by individually controlling the spray nozzles in terms of quantity and distribution. Thus, the uneven heat flow distribution by a dynamic cooling spray 5.2 that can work variable across the width can be reduced again in the role strand guide 4.2. As a result, both the slab energy and the slab surface temperature over the slab width are symmetrical to the slab center axis (Z), with which a deflection of the slab 7.1 is reduced or suppressed and the strand runs coaxially to the center axis of the strand guide. At the same time, the slab has a symmetrical geometry 8.1 without an annoying wedge with symmetrical strand guidance.
Die Sekundärkühlzone der Rollenstrangführung 4.2 ist in unabhängig arbeitende Spritzzonen 5.2.1 eingeteilt, die sich entlang der Längsachse der Rollenstrangfüh rung erstrecken. In Bereichen von hot spots in der Kokillenplatte der Primärkühl zone kommt es zu Unterkühlungen im Strang, diese Bereiche werden in der Se kundärkühlzone weniger gekühlt. Aufgrund der geregelten Kühlung in der Sekun därkühlzone ergibt sich eine Bramme mit einem symmetrischen Erstarrungsverlauf 6.2.The secondary cooling zone of the roller strand guide 4.2 is divided into independently operating injection zones 5.2.1 , which extend along the longitudinal axis of the roller strand guide. In areas of hot spots in the mold plate of the primary cooling zone, subcooling occurs in the strand, these areas are cooled less in the secondary cooling zone. Due to the controlled cooling in the secondary cooling zone, there is a slab with a symmetrical solidification process 6.2 .
Folgende Einrichtungen sind zur Durchführung des Verfahrens notwendig: Wär mestrommessung oder Temperaturmessung über die Kokillenbreite über die Zeit am Kokillenausgang, unabhängige Spritzzonen über die Kokillenbreite 5.2.1 in der Rollenstrangführung 4.2 bzw. Sekundärkühlzone, eine Meßeinrichtung 14, vor zugsweise am Ende der Sekundärkühlzone, zur Bestimmung der Strangauslen kung 7.1 von der Strangführungsmittenachse in X-Richtung und/oder zur Bestim mung der Stranggeometrie 8.1 (Keiligkeit/Balligkeit) und/oder eine Meßeinrichtung 14 zur Bestimmung der Brammentemperatur 14.1 über die Brammenbreite. Eine Auslenkung des Brammenverlaufs (7.1) wird vorzugsweise mittels eines optischen Systems oder mittels einer Zeilenkamera ermittelt. Die Brammengeometrie 8.1, wie Keiligkeit und Balligkeit, wird vorzugsweise mittels eines Systems bestimmt, das auf dem Prinzip elektromagnetischer Wellen arbeitet. Zur Aufnahme der Brammengeometrie sind auch mechanische Systeme denkbar. Die Temperatur verteilung 14.1 wird ebenfalls mittels optischer Systeme bzw. einer Zeilenkamera ermittelt.The following devices are required to carry out the method: heat flow measurement or temperature measurement over the mold width over the time at the mold exit, independent spray zones over the mold width 5.2.1 in the roller strand guide 4.2 or secondary cooling zone, a measuring device 14 , preferably at the end of the secondary cooling zone Determination of the strand deflection 7.1 from the strand guide center axis in the X direction and / or for determining the strand geometry 8.1 (wedge / crowning) and / or a measuring device 14 for determining the slab temperature 14.1 over the slab width. A deflection of the slab profile ( 7.1 ) is preferably determined using an optical system or using a line scan camera. The slab geometry 8.1 , such as wedge and crowning, is preferably determined by means of a system that works on the principle of electromagnetic waves. Mechanical systems are also conceivable for recording the slab geometry. The temperature distribution 14.1 is also determined by means of optical systems or a line scan camera.
Die Energie- bzw. Temperaturverteilung in Breitenrichtung (X) am Kokillenaus gang 1.5 über die Zeit wird vorzugsweise mittels Thermoelementen, die gleichför mig verteilt in den Kupferplatten der Schmal- und Breitseiten 1.2 und 1.3 der Ko kille 1 eingebracht sind, diskret gemessen und über eine "online"- Datenverarbeitung bestimmt.The energy or temperature distribution in the width direction (X) at the mold output 1.5 over time is preferably measured discretely by means of thermocouples, which are uniformly distributed in the copper plates of the narrow and broad sides 1.2 and 1.3 of the mold 1 , and measured using a "online" - data processing determined.
Des weiteren sind zwischen den Strangführungsrollen 4.3 der Rollenführung 4.2 Meßeinrichtungen zur Bestimmung der Strangoberflächentemperatur über der Strangbreite angeordnet. Furthermore, measuring devices for determining the strand surface temperature over the strand width are arranged between the strand guide rollers 4.3 of the roller guide 4.2 .
Fig. 2 zeigt im Vergleich hierzu eine Kokille 1 mit einer Rollenstrangführung 4.2 und einer symmetrisch über die Brammenbreite (X) spritzenden Spritzkühlung 5.1 nach dem Stand der Technik. Entsprechende Bauteile der Fig. 2 sind mit den gleichen Bezugszeichen der Fig. 1 bezeichnet. Aufgrund der symmetrischen Spritzkühlung kommt es zu einem unsymmetrischen Enderstarrungsverlauf 6.1. Die Brammengeometrie ist unsymmetrisch. Fig. 2 shows, in comparison, a mold 1 with a roller strand guide 4.2 and a symmetrically over the slab width (X) spouting spray cooling 5.1 according to the prior art. Corresponding components in FIG. 2 are identified by the same reference numerals in FIG. 1. Due to the symmetrical spray cooling, there is an asymmetrical final solidification process 6.1 . The slab geometry is asymmetrical.
Fig. 3 stellt die im Produktionsbetrieb gemessene, über die Kokillenlänge 4.1 in tegrale und über die Kokillenbreite (Y) partielle Wärmestromverteilung in Abhän gigkeit von der Gießzeit sowohl für die Festseite (Fig. 3a) als auch für die Losseite (Fig. 3b) dar. Diese dreidimensionalen Wärmestrombilder der Los- und Festseite, die die partiellen Wärmeströme 11.1 als 'online'-Bilder über die Gießzeit (t) darstellen, lassen erkennen, daß die Wärmestromdichte einer Kokillenplatte nicht gleichförmig über die Kokillenbreite (Y) und gleichzeitig sich nicht stetig über die Gießzeit (t) verhält, sondern ständig über Ort und Zeit wechselt. So entstehen sowohl über die Breite (Y) als auch über die Zeit (t) 'hot spots' oder Wärmestrom spitzen 12 in der Kokillenplatte bzw. 'cold spots' oder Wärmestromsenken 13, die beim Stand der Technik durch die symmetrische Spritzkühlung 5.1 in der Rol lenstrangführung 4.2 eingefroren werden und in der Konsequenz zu einer unsym metrischen Enderstarrung 6.1 und einer unsymmetrischen Sumpfspitze und Tem peraturverteilung, in Breitenrichtung (X) gesehen, führen. Fig. 3 shows the measured in production, over the mold length 4.1 in tegrale and over the mold width (Y) partial heat flow distribution depending on the casting time for both the fixed side ( Fig. 3a) and for the loose side ( Fig. 3b) These three-dimensional heat flow images of the loose and fixed sides, which represent the partial heat flows 11.1 as 'online' images over the casting time (t), show that the heat flux density of a mold plate is not uniform over the mold width (Y) and at the same time is not continuous behaves about the casting time (t), but constantly changes over time and place. Thus arise both over the width (Y) and over the time (t) 'hot spots' or heat flow peaks 12 in the mold plate or 'cold spots' or heat flow sinks 13 , which in the prior art due to the symmetrical spray cooling 5.1 in the Roller strand guide 4.2 are frozen and consequently lead to an asymmetrical final solidification 6.1 and an asymmetrical sump tip and temperature distribution, seen in the width direction (X).
((
11
) Kokille
() Mold
(
1.11.1
) Primärkühlung
() Primary cooling
(
1.21.2
) Breitseiten
() Broadsides
(
1.31.3
) Schmalseiten
() Narrow sides
(
1.41.4
) Gießspiegel
() Casting level
(
1.51.5
) Kokillenaustritt
() Mold exit
(
22nd
) Tauchausguß
() Diving spout
(
33rd
) Gießpulver
() Powder
(
4.14.1
) Kokillenlänge
() Mold length
(
4.24.2
) Rollenstrangführung
() Roller strand guide
(
4.34.3
) Strangführungsrollen
() Strand guide rollers
(
5.15.1
) symmetrische Spritzkühlung über die Brammenbreite
() symmetrical spray cooling across the slab width
(
5.25.2
) dynamische Spritzkühlung über die Brammenbreite
() dynamic spray cooling across the slab width
(
5.2.15.2.1
) unabhängig arbeitende Spritzzonen über die Brammenbreite
(X) Breitenrichtung
(Z) Gießrichtung, Mittenachse der Strangführung
() independently working spray zones across the slab width
(X) width direction
(Z) Casting direction, central axis of the strand guide
(
6.16.1
) unsymmetrischer Enderstarrungsverlauf
() asymmetrical final solidification process
(
6.26.2
) symmetrischer Enderstarrungsverlauf
() symmetrical final solidification process
(
77
) Auslenkung des Brammenverlaufs in Breitenrichtung (X)
() Slab deflection in the width direction (X)
(
7.17.1
) minimierte Auslenkung des Brammenverlaufs in Breitenrichtung (X)
() minimized deflection of the slab in the width direction (X)
(
88th
) unsymmetrische Brammengeometrie aufgrund von Keilbildung der Bram
menquerschnittsform
() asymmetrical slab geometry due to wedge formation of the slab cross-sectional shape
(
8.18.1
) symmetrische Brammengeometrie aufgrund minimierter Keilbildung der
Brammenquerschnittsform
() symmetrical slab geometry due to minimized wedge formation of the slab cross-sectional shape
(
9.19.1
) Wassertemperatur-Meßfühler an den Übergängen Kokillenplat
te/Wasserkasten
() Water temperature sensor at the mold plate / water box transitions
(
10.110.1
) partielle Wassermenge pro Übergang Kokillenplatte/Wasserkasten
() partial amount of water per transition mold plate / water tank
(
11.111.1
) partielle Wärmeströme an den Übergängen Kokillenplatte/Wasserkasten
(t) Gießzeit
() partial heat flows at the mold plate / water box transitions
(t) casting time
(
1212th
, ,
1313
) "hot spots" oder Wärmestromspitzen in der Kokillenplatte bzw. "cold spots"
() "hot spots" or heat flow peaks in the mold plate or "cold spots"
(
1414
) Meßeinrichtung
() Measuring device
(
14.114.1
) Brammentemperatur
) Slab temperature
Claims (6)
Ermittlung einer über die Kokillenbreite differenzierten Energie- bzw. Tempe raturverteilung der Primärkühlungszone an einer definierten Stelle der Ko kille als ein erster Istwert eines Regelkreises,
Bestimmung der Abweichung des Istwertes von einer zur Strangmittenach se symmetrischen Energie- bzw. Temperaturverteilung als Sollwert,
Regelung der Sekundärkühlung über die Breite und Länge der Rol lenstrangführung (4.2) in Abhängigkeit der Abweichung von Ist- zu Sollwert durch individuelle Ansteuerung der Mittel zum Aufbringen des Kühlmittels hinsichtlich der Menge des Kühlmittels
sowie Ermittlung von physikalischen Eigenschaften der Bramme (14.1) und/oder der Auslenkung des Brammenverlaufs (7.1) und/oder der Bram mengeometrie (8.1) in der Sekundärkühlzone als ein zweiter Istwert, der in den Regelkreis eingeht. 1. A process for the continuous casting of slabs, in particular steel, wherein molten material is poured into a mold as a primary cooling zone via a pouring tube and then a strand is withdrawn from the mold and passed over a roller strand as a secondary cooling zone, the means for applying a coolant on the strand surface, characterized in that the following steps take place:
Determining an energy or temperature distribution of the primary cooling zone differentiated over the mold width at a defined position of the mold as a first actual value of a control loop,
Determination of the deviation of the actual value from an energy or temperature distribution symmetrical to the strand center axis as the setpoint,
Regulation of the secondary cooling over the width and length of the roller strand guide ( 4.2 ) as a function of the deviation from the actual value to the desired value by individually controlling the means for applying the coolant with regard to the amount of the coolant
and determination of physical properties of the slab ( 14.1 ) and / or the deflection of the slab profile ( 7.1 ) and / or the slab geometry ( 8.1 ) in the secondary cooling zone as a second actual value, which is included in the control loop.
daß die Mittel zum Aufbringen des Kühlmittels in der Sekundärkühlzone in dividuell in Abhängigkeit der Abweichung der Energie- bzw. Temperatur verteilung über die Kokillenbreite über die Zeit als Istwert von einer zur Strangmittenachse symmetrischen Energie- bzw. Temperaturverteilung als Sollwert regelbar sind
und daß zur Ermittlung der physikalischen Eigenschaften der Bramme (14.1) und/oder der Auslenkung des Brammenverlaufs (7.1) und/oder der Brammengeometrie (8.1) in der Sekundärkühlzone Meßsysteme (14) vor gesehen sind, deren Meßwerte ebenfalls in den Regelkreis eingehen.3. Apparatus for the continuous casting of slabs, in particular made of steel, comprising a continuous casting mold as the primary cooling zone, into which melt-liquid material can be poured by means of a pouring tube, and a strand of rolling roller as a secondary cooling zone with means for applying a coolant to the strand surface, the mold having means to determine the energy or temperature distribution over the mold width over time, characterized in that
that the means for applying the coolant in the secondary cooling zone can be regulated individually as a setpoint depending on the deviation of the energy or temperature distribution over the mold width over time as the actual value from an energy or temperature distribution symmetrical to the strand center axis
and that to determine the physical properties of the slab ( 14.1 ) and / or the deflection of the slab profile ( 7.1 ) and / or the slab geometry ( 8.1 ) in the secondary cooling zone, measuring systems ( 14 ) are seen, the measured values of which also go into the control loop.
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| DE59906084D1 (en) | 2003-07-31 |
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