DE2208205C3 - Verfahren zum Steuern einer Stranggießanlage bei einem beginnenden Durchbruch - Google Patents

Description

möglich, mit eiuem Geber einen großen Bereich der Bramme zu beobachten. Bei automatisierten Stranggießanlagen, bei welchen die lückenlose Beobachtung des Badspiegels entfällt, ist die automatische Festellung eines beginnenden Durchbruches und die Einleitung der notwendigen Gegenmaßnahmen von besonderem Vorteil.

Die Lichtstärke des aus dem Strang austretenden Metalls bei einem Durchbrach ist etwa proportional zur Größe der Durchbruchsöffnung in der Strangkruste. Bei einem beginnenden Durchbrach wird die Kühlkammer lediglich durch einige Stahlspritzer funkenartig beleuchtet. Um in diesem Stadium ein Zufrieren zu erwirken, wird, nach einem Merkmal der Erfindung, beim Überschreiten eines ersten Schwell wertes der Metallzufluß gesperrt und das Ausziehen des Stranges kurzzeitig unterbrochen, anschließend der Strang mit kleiner Ausziehgeschwindigkeit weiter bewegt, und beim Unterschreiten der Lichtstärke unter den ersten Schwellwert mit gedrosseltem Metallzufluß weitergegossen.

Wenn vor dem Überschreiten eines zweiten Schwellwertes ein Zufrieren nicht erreicht werden kann, und die gemessene Lichtstärke weiter steigt, so wird, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, beim Überschreiten des zweiten Schwellwertes, zur Förderung der Heilung die kleine Ausziehgeschwindigkeit nochmals reduziert und die Kühlwassermenge erhöht. Bei Stranggieß3nlagen mit Kühlplatten oder Kühlgittern ist es besonders vorteilhaft, wenn durch die langsame Strangbewegung der beginnende Durchbruch zur Unterstützung des Zufrierens durch eine Flächenführung überdeckt wird.

Bei Durchbrüchen mit großer Durchbruchsöffnung in der Strangkruste wird durch die Lichtemission des austretenden Metallstrahles sowie des glühenden Metalls in der Kühlkammer, der dritte Schwellwert überschritten. Die vorzukehrenden Maßnahmen werden bei diesem Zustand auf den Schutz der Maschine vor Beschädigungen sowie auf die Sicherheit ausgerichtet. Nach einem Kennzeichen der Erfindung wird dabei das Ausziehen des Strange^ abgebrochen, ein Alarmsignal zur Orientierung des Bedienungsmannes über den Zustand des Durchbruches erzeugt und gleichzeitig die Stranggießanlage auf Handsteuerung umgeschaltet.

Es ist unwesentlich, ob die Lichtstärke bei einem Durchbruch den ersten, zweiten und dritten Schwellwert in rascher oder langsamer Folge durchläuft. In jedem Fall wird, sofern keine Abnahme der Lichtstärke durch Zufrieren erfolgt, beim ersten durch den beginnenden Durchbrach erzeugten Lichtstrahl der Metallzufluß in die Kokille unterbrochen, so daß bei einem unheilbaren Durchbruch nur die kleinstmögliche Metallmenge ausfließen kann.

Durch das Heilen des Durchbruches nimmt die Lichtstärke wieder ab, so daß der Gießbetrieb wieder aufgenommen werden kann. Um die geheilte Strangkruste zu schonen, ist es von Vorteil, wenn beim Erreichen der Lichtstärke des Normalzustandes die Anlage stufenweise auf die Gießparameter vor dem Durchbrach zurückgeschaltet wird.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an Hand der nachfolgenden Figuren beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine schematisch dargestellte Stranggießanlage,

F i g. 2 ein Block-Schaltbild und

F i g. 3 ein Diagramm von drei verschiedenartigen Durchbrüchen mit dem Lichtstärkenverlauf.

In F i g. 1 ist mit 4 ein Zwischenbehälter dargestellt, dessen Ausflußöffnung mit einem Stopfen 5 gesteuert wird. In einer Durchlaufkokille 6 bildet sich ein teilweise erstarrter Strang 7, dtr in der Sekundärkühlzone 8 durch Rollen 9 gestützt und durch Sprühwasser aus Düsen 10 gekühlt wird. Treibrollen 12 bewegen den Strang durch die Stranggießanlage.

ίο Fotoelektrische Geber, wie beispielsweise Fotozellen 14, sind in der Sekundärkühlzone 8 so angeordnet, daß schon eine kleine durch einen beginnenden Durchbruch verursachte Lichtstärkenerhöhung meßbar ist. Je nach Anordnung und Größe der Sprühkammer 15 können die Fotozellen 14 innerhalb oder außerhalb der Kammer 15 angeordnet werden.

In Fig.2 sind mit 14 die Fotozellen bezeichnet. Entsprechend der Lichtstärke geben diese Fotozellen eine Spannung an einen Verstärker 40 ab, welcher mit einer Größtwertauswahl im Eingang versehen ist. Die verstärkte Spannung wird Grenzwertmeldern 41 bis 44 zugeleitet, wobei der Grenzwertmelder 41 auf einen ersten Schwellwerk der Grenzwertmelder 42 auf einen zweiten Schwellwert, der Grenzwertmelder 43 auf einen dritten Schwellwert und der Grenzwertmelder 44 auf eine Normallichtstärke 22 eingestellt sind. Ein Steuerglied 49 steuert die den einzelnen Schwellwerten 1 bis 3 und der Normallichtstärke 22 zugeordneten Verfahrensschritte in bezug auf die Regulierung 51 des Zwischenbehälterstopfens 5, das Ausz'ehaggregat 12, einer Sekundärkühlwassersteuerung 53 und eine Alarmvorrichtung 54.

Im Diagramm der Fig. 3 ist auf der Vertikalen 20 die Lichtstärke und auf der Horizontalen 21 die Zeit aufgetragen.

Mit Horizontalen 1,2 und 3 sind die vorbestimmten Lichtstärken des ersten, zweiten und dritten Schwellwertes eingetragen. Diese Lichtstärken sind am einfachsten durch Simulation von Durchbrüchen verschiedener Größenordnungen bei Normalbetrieb auf der Anlage zu finden. Für das Auffinden des ersten Schwellwertes, welcher einerseits einen beginnenden Durchbrach anzeigen und andererseits von einem bereits fließenden kleinen Durchbrach unterscheiden soll, werden einige Tropfen flüssiger Stahl während des Gießens in die Kühlkammer 15 geleert und dabei die Lichtstärke gemessen. Durch die mehrmalige Wiederholung dieser Simulation eines beginnenden Durchbruches ergeben sich gute Durchschnittsweite der Lichtstärke für die Lichtemission einer kleinen Menge flüssigen Metalls bei den Betriebsverhältnissen in der Kühlkammer 15. Auf die gleiche Weise wird mit einer etwas größeren Menge flüssigen Metalls der zweite Schwellwert 2 gefunden.

Der dritte Schwellwert 3 ist außerhalb der Kühlzone leicht zu finden, indem die Lichtstärke einer ausgeflossenen Metallmenge gemessen wird, die etwa einem Drittel bis halben Kokilleninhalt entspricht.
Mit 23 ist eine Kurve des Lichtstärkenverlaufes eines zugefrorenen beginnenden Durchbraches dargestellt. Während eines Zeitverlaufes 24 schwankt in der Kühlkammer 15 die Lichtstärke um einen niedrigen Wert, welcher als Normallichtstärke 22 bezeichnet wird. Im Zeitpunkt 25 beginnt ein kleiner Durchbruch, der im Zeitpunkt 26 den ersten Schwellwert 1 erreicht. Mit dem vom Grenzwertgeber 41 erzeugten Signal wird der Metallzufluß in die Kokille durch Einwirkung auf die Regulierang 51 ge-

sperrt, und das Ausziehen des Stranges kurzzeitig, d.h. bis etwa 20Sekunden, durch Stillsetzung des Ausziehaggregats 12, unterbrochen. Durch den dadurch bedingten Wegfall der Zugkraft in der Strangkruste kann ein durch einen Riß verursachter beginnender Durchbruch geheilt werden. Nach der kurzzeitigen Unterbrechung wird das Ausziehen des Strangs mit kleiner, d. h. mit der etwa halben Strangausziehgeschwindigkeit gegenüber der Normalausziehgeschwindigkeit weiter bewegt. Beim Unterschreiten des ersten Schwellwertes 1 im Zeitpunkt 27 wird ein gedrosselter Metallzufluß in die Kokille wieder freigegeben. Nach dem Erreichen der Normallichtstärke 22 im Zeitpunkt 28 schaltet die Anlage stufenweise auf die Gießparameter vor dem Durchbruch zurück. Mit 30 ist eine Kurve des Lichtstärkenverlaufs eines kleinen Durchbruches dargestellt, welcher heilbar war. Im Zeitpunkt 26 werden die bereits beschriebenen Maßnahmen eingeleitet. Im Zeitpunkt 31 erreicht die Lichtstärke den zweiten Schwellwert 2. Dabei wird die bereits reduzierte Ausziehgeschwindigkeit nochmals um etwa 50 %> gesenkt. Der Strang wird somit nur noch mit etwa 25 % der Normalausziehgeschwindigkeit bewegt. Ebenfalls wird im Zeitpunkt 31 die Kühlwassermenge auf die etwa l,5fache Menge erhöht. Durch diese Maßnahmen wird die Möglichkeit den kleinen Durchbruch zu heilen, vergrößert. Durch die Heilung des Dürchbruches nimmt dessen Lichtstärke ab, und die bereits beschriebenen Maßnahmen zur Normalisierung des Gießbetriebes werden automatisch eingeschaltet.

Eine Lichtstärkenkurve 33 stellt einen unheilbaren Durchbruch dar. Dieser Durchbruch überschreitet im Zeitpunkt 34 den dritten Schwellwert 3. In den Zeitpunkten 26 und 31 werden die bereits beschriebenen Maßnahmen eingeleitet, ohne jedoch ein Zufrieren bewirken zu können. Im Zeitpunkt 34 wird somit nur das Ausziehen abgebrochen, ein Alarmsignal eingeschaltet und die Stranggiießanlage auf Handsteuerung umgeschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

auch teure Reparatur- und Ersatzteilkosten. Ein BePatentansprüche: dienungsmann an der Kokille kann einen Durch-

1. Verfahren zum Steuern einer Stranggießen- bruch erst feststellen, wenn der Badspiegel in der lage bei einem beginnenden Durchbruch, wobei Kokille rasch absinkt, womit beginnende Durchein kennzeichnendes Signal erzeugt und mit ihm 5 briiche für den Bedienungsmann nicht erkennbar eine Gegenmaßnahme veranlaßt wird, da- sind, weil sich die Badspiegelhöhe nicht sichtbar verdurch gekennzeichnet, daß die Licht- ändert. Bei der Feststellung des Durchbruches durch stärke in der Kühlkammer fotoelektrisch über- den Bedienungsmann ist aber schon eine erhebliche wacht, bei einem beginnenden Durchbruch die Menge Metall in die Sekundärkühlzone ausgeflossen, durch die Lichtemission von aus dem Strang aus- 10 was eine Unterbrechung des Gießbetriebes und" kosttretendem Metall veranlaßte Änderung der Licht- spielige Reparaturen zur Folge hat. Es wurde festgestärke in der Kühlkammer mit vorbestimmten stellt, daß solche Unterbrechungen und Reparaturen Schwellwerten unzulässiger Lichtstärken vergli- vermieden werden könnten, wenn beginnende Durchchen und mit den beim Übeiaxhreiten des jeweili- brüche bemerkt und geeignete Maßnahmen zu deren gen Schwellwertes erhaltenen Signalen gesteuert 15 Heilung durch Zufrieren der Durchbruchsöffnung wird. eingeleitet würden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Es ist ein Verfahren zur Steuerung einer Strangkennzeichnet, daß beim Überschreiten eines er- gießanlage bei Störungen, die ein Absinken des Mesten Schwellwertes der Metallzufluß gesperrt, das tallspiegels in der Kokille verursachen, bekannt. Bei Ausziehen des Stranges kurzzeitig unterbrochen, ao diesen Verfahren werden durch in der Sekundärkühlanschließend der Strang mit kleiner Ausziehge- zone angeordnete Organe, wie Wärmeindikatoren schwindigkeit weiterbewegt und beim Über- oder Schmelzkörper, bei Durchbrüchen Signale zum schreiten der Lichtstärke unter den ersten Steuern der Anlage erzeugt. Um eine frühzeitige und Schwellwert mit gedrosseltem Metallzufluß sichere Anzeige von Durchbrüchen zu erhalten, müsweitergegossen wird. 25 sen diese Organe möglichst nahe und mii kleinem ge-

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- genseitigem Abstand an allen ungestützten Strangkennzeichnet, daß beim Überschreiten eines zwei- oberflächen einer bestimmten Zone angeordnet sein, ten Schwellwertes die kleine Ausziehgeschwindig- Dies kann abei eine gleichmäßige Besprühung dieser keit nochmals reduziert und die Sekundärkühl- Flächen mit Sprühwasser stören. Um eine solche Stöwassermenge erhöht wird. 30 rung zu vermeiden, könnten die Organe außerhalb

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- der Sprühfächer angeordnet werden. Dabei würde kennzeichnet, daß beim Überschreiten eines drit- aber eine frühe Feststellung des Durchbruches unten Schwellwertes das Ausziehen des Stranges ab- möglich. Zusätzlich wäre bei Verwendung von Kühlgebrochen, ein Alarmsignal eingeschaltet und die gittern in der Sekundärkühlzone die Anwendung von Stranggießanlage auf Handsteuerung umgeschal- 35 Wärmeindikatoren oder Schmelzkörpern sehr auftet wird. wendig, weil durch die gitterartige Unterteilung der

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ungestützten Flächen durch ein Element jeweils nur gekennzeichnet, daß beim Wiedererreichen der eine beschränkte Fläche überwacht werden könnte. Normallichtstärke die Anlage stufenweise auf die Auch erlaubt dieses bekannte Verfahren keine Diffe-Gießparameter vor dem beginnenden Durch- 40 renzierung eines Durchbruches nach seiner Größe, bruch zurückgeschaltet wird. um sofort eine der entsprechenden Größe angepaßte

Maßnahme einleiten zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern Verfahren zu schaffen, welches die genannten Nacheiner Stranggießanlage bei einem beginnenden 45 teile überwindet, Durchbrüche im Moment ihrer Ent-Durchbruch, wobei ein kennzeichnendes Signal er- stehung in ihrer Größenordnung feststellt und deren zeugt und mit ihm eine Gegenmaßnahme veranlaßt schädliche Wirkung praktisch ausschaltet oder verwird, ringen.

Beim Stranggießen mit das Kokillenende überra- Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird gendem Sumpf, insbesondere beim Stranggießen von 50 diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lichtstärke in Stahl, können Durchbrüche auftreten. Dabei tritt der Kühlkammer fotoelektrisch überwacht, bei einem flüssiges Metall aus dem teilerstarrten Strang durch beginnenden Durchbruch die durch die Lichtemiseine Öffnung der Kruste aus. Verschiedene Ursa- sion von aus dem Strang austretendem Metall veranchen, ^ ie Schlackenstellen, Risse, schlechte Kühlung, laßte Änderung der Lichtstärke in der Kühlkammer Kokillenfehler usw., können zu Durchbrüchen füh- 55 mit vorbestimmten Schwellv erten unzulässiger Lichtren, wobei je nach der Art des Durchbruche? bei stärken verglichen und mit den beim Überschreiten Durchbruchbeginn in der Regel sehr wenig Metall des jeweiligen Schwellwertes erhaltenen Signale gepro Zeiteinheit ausfließt. In der Fachsprache wird steuert wird.

dies als ein beginnender Durchbruch bezeichnet. Bei Anwendung dieses Verfahrens ist es möglich, Durch das ausfließende Metall, aber auch unter Ein- 60 kleinste beginnende Durchbrüche am Strang unverwirkung der Zugkräfte des Ausziehens, wird die zu züglich festzustellen, und die für eine Heilung not-Beginn kleine Durchbruchöffnung in der Kruste ver- wendigen Maßnahmen sofort einzuleiten. Dadurch größert, so daß die ausfließende Metallmenge pro kann der Abbruch eines laufenden Gusses und lange :'$■;;;...*!; Zeiteinheit zunimmt. Der anfänglich beginnende Stillstandzeiten für Reparaturen an der Anlage ver^ ■ ■','■'·ί"^;' Durchbruch wird somit zu einem Durchbruch mit 65 mieden werden. Wenn eine Heilung nicht tnehf möggroßer Ausflußmenge pro Zeiteinheit. lieh ist, so fließt nur die kleinstmögliche Stählmenge Durchbrüche verursachen nicht nur längere Still- in die Sekundärkühlzone und Durchbruchschäden Standzeiten der Stranggießanlage, sie verursachen bleiben auf ein Minimum begrenzt. Im weiteren ist es