DE2239283A1

DE2239283A1 - Vorrichtung an einer stranggiessanlage, insbesondere an einer anlage zum kontinuierlichen stahlstranggiessen

Info

Publication number: DE2239283A1
Application number: DE2239283A
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Raschke
Original assignee: Voestalpine AG
Current assignee: Voestalpine AG
Priority date: 1971-09-20
Filing date: 1972-08-10
Publication date: 1973-03-29
Also published as: GB1402463A; IT963900B; JPS4838832A; US3834445A; BE788995A; AT317458B; CA959233A; JPS554889U; BR7206492D0; ES406411A1; CH543324A; FR2153262A1; FR2153262B1; JPS5038616B2

Description

Patentanwalt Dipl.-Ing. Walter Jackisch .

^Stuttgart N. Menzelstraße4Q A 11 1 |jj

9. Aug. 1972

Vereinigte Österreichische Eisen« land Stahlwerke Aktiengesellschaft Linz (Österreich)

Vorrichtung an einer Stranggießanlage, insbesondere ar einer Anlage zum kontinuierlichen Stahlstranggießen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Stranggießanlage, insbesondere an einer Anlage zum kontinuierlichen Stahlstranggießen, wobei ein einen flüssigen Kern und eine erstarrte Strangschale aufweisender Strang aus einer wassergekühlten Kokille ausgezogen wird»

Beim Stranggießen schmelzflüssiger Metalle, insbesondere beim kontinuierlichen Stahlstranggießen, kommt es gelegentlich zu Durchbrüchen von flüssigem Metall durch die bereits erstarrte Strangschale₀ Solche Durchbrüche erfolgen meist unmittelbar unterhalb der Kokille im Bereich einer verhältnismäßig schmalen Umfangszone des Gußsoranges. Es ist zwar möglich, durch Regelung der Gießgeschwlndickeit und der Kühlung des Stranges in Verbindung mit einer Messung der Strangschalendicke eine hohe Betriebssicherheit einer Stranggießanlage zu erreichen und die Anzahl der Durchbrüche klein zu halten, doch ist ein Durchbruch immer ein gefürchtetes, mit unangenehmen Folgeerscheinungen ver-

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bundanes Ereignis, veil bei einem Strangdurehbruch an den uirtertialb der Stranggießkokille befindlichen Anlageteilen, wie Stütz- und Führungsrollen, Stützkonatruktlonsteilen, und dgl. Gohäden entstehen, die durch Verschweißen des Stahles mit diesen Teilen verursacht werden« Häufig ist es erforderlich, die in Kokillennähe befindliche Stütz- und Führungseinrichtungen sowie die Kühlvorrichtung für den Strang vollständig auszubauen und durch neue Teile zu ersetzen, wodurch ein Stillstand der gesamten Anlage während einer Zeit bis zu 24 Stunden eintreten kann· Es ist bisher kein Mittel bekannt, um aolohe Durchbruchefolgen zu verhindern.

Die Erfindung bezweokt die Vermeidung der geschilderten Nachteile. Sie stellt sich die Aufgabe, eine Schutzvorrichtung an-einer Stranggießanlage zum Verhüten von Schäden bei einem Metalldurchbruch zu ' schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unmittelbar unterhalb der Kokille ein die Strangschale in Umfangsriohtung mindestens teilweise umgebender, gegen das flüssige Metall widerstandsfähiger Schutzkörper vorgesehen ist, der eine gegen die Strangschale hin offene Höhlung zur Aufnahme von flüssigem Metall und zur Aufnahme eines bei einem Metalldurchbruch ansprechenden Fühlers aufweist.

Vorteilhaft ist der Schutzkörper lösbar an der Kokille befestigt.

Der Schutzkörper kann aus mehreren, gegebenenfalls von einem Kühlmittel durchflossenen Teilen beytehen, wobot Jeweils zwei in bezug auf ilen Strang einander gegenüberliegende Teile zur Anpuasung an verschiedene Strangquerechnitte gegeneinander verschiebbar

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Bei einer Anlage zur Erzeugung breiter Brammen ist es ausreichend, daß der 3chtet?kQFi*e3? aus. zwei gegenüberliegenden, nur an die Breitseite 3©?? Brammen anstellbaren Teilen besteht, wobei die Xiö,h3,un,gen. aeitrlica. durch an den Sand der Strangs ©haie aii,3Li elende ¥ände begrenzt sind,

Vorzugsweise weist der Sohtitgkarper mindestens an seiner Unterkante eine Stützfläche für die S/fer-ang« schale auf, -welche vorzugsweise durch ein von Kühl*« wasser durehflossepes Hohlprofil gebildet ist,

I5in.e weitere Ausges-fcaltung der ErfinduoRg be«? steht darin, daß die Höhlung des Sohutzlcö'rpers eine seitliche Öffnung für den Austritt flüssigen gt^hles in einen Auffangbehälter aufweist«

Der den Metalldurchbruch anzeigende Fühler kann aus einem gegen den Schutzkörper und gegen den Strang elektrisch isolierten Metalldraht bestehen, der nit dem einen Pol einer Spannungsquelle verbunden ist; ■weiters ist eine Signaleinrichtung vorgesehen, die mit dem anderen Pol der Spannungsquelle und mit der Kokille oder mit dem Schutzkörper elektrisch verbunden ist, wobei im Falle eines Metalldurchbruches durch Zerstörung der Isolierung des Metalldrahtes eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Metalldraht und dem Schutzkörper bzw. über den Strang mit der Kokille hergestellt und die Signaleinrichtung betätigt wird.

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Die Erfindung ist an mehreren Ausftthrungsbeiepielen in der Zeichnung näher erläutert«

Fig. 1 ist ein Vertikalschnltt durch eine mit einer erfindungegemäßen Vorrichtung .ausgerüstete Stranggießkokille, wobei auch die Stütz- und Führung·einrichtung für den auszuziehenden Strang dargestellt ist. Fig. 2 ist ein Schema der den Stahldurchbruch anzeigenden Vorrichtung· Die Fig. 3a und 3b Beigen verschiedene Ausführungsformen des erfindungegemäßen metallischen Schutzkörpers im Schnitt» Fig. h ist ein Horizontalschnitt durch einen für breite Braunen verwendeten metallischen Schutzkörper gemäß der Er« findung und Fig. 5 zeigt eine Einzelheit bezüglich der Ausbildung und Lagerung der erfindungegemäßen Vorrichtung zur Anzeige des Stahldurchbruches.

In Fig. 1 ist mit 1 eine wassergekühlte Kupferkokille bezeichnet, aus der ein Stahlstrang 2 mit einem flüssigen Kern 3 und einer bereite erstarrten Strangeohale k über Stütz·· und Führungerollen 5» 6 mittels einer nicht dargeetellten Ausziehvorrichtung ausgezogen wird» Beidseitig des Stranges sind Bpritzdüsen 7 zur Kühlung der Strangechale k mit Wasser vorgesehen. Die Stütz- und Führungerollen 6 können in einem (nicht dargestellten) Gerüst gelagert sein, während die Stütz- und FUhrungerollen 5 mittels einer Halterung 0 an der Unterkante 9 der in Richtung der Strangaohse oszillierenden Kokille 1 befestigt sind) die Rollen 5 machen hierbei die Oszillationsbewegung der Kokille mit. Erfindungsgemäß befindet sich zwischen den Rollen 5 und der Kokille 1 ein den Strang in Umfangerichtung umschließender metallischer Sohutzkörper 10, welcher vorteilhaft mit einem Haltering 11 an der .Kokille 1 lösbar befestigt ist. Der Sohutzkörper 10

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ORIGINAL INSPECTED

ist als Hehlkörper ausgebildet» dessen Hohlraum 12 mit einer nicht dargestellten Tfaeserzu«· und »ableitung verbunden ist. Der Schutzkörper IO hat bei dem dargestellten Beispiel einen etwa C-fönsigen Querschnitt, wodurch eine obere und untere gekühlte Stützfläche 13, I^ für die Strangeohale h gebildet wird, zwischen welchen sich eine Höhlung 15 erstreckt, die gegen die Strangschale h hin offen ist. Xn diese, den Strang umgebende Höhlung 15 ist ein gegen den metallischen Sehutzkörper 10 und gegen den Strang 2 elektrisch isolierter Draht 16 eingelegt, dessen aus dem Schutz· körper 10 durch eine Bohrung herausgeführtes Stück mit 16· bezeichnet ist« Das Drahtstück l6' ist mit einer elektrischen Signalanlage verbunden, deren Schema in Fig. 2 dargestellt 1st, Der in der Höhlung 15 befindliche Draht X6 besteht, wie im einzelnen aus Fig« 2 ersichtlich ist, aus einem Metalldraht 17 und einer elektrischen Isolierung 18« Die elektrische Isolierung 18 kann ao ausgebildet sein, daß sie den Draht 17 nur im Bereioh seiner Auflagefläche auf dem Sehutzkörper 10 umhüllt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist« Sie kann aber auch den Draht 17 über seinen ganzen Querschnitt umhüllen· Die Isolierung soll gegen die Strahlungswärme des Stranges 2 beständig sein und wenn sie den Draht ganz umhüllt - bei Berührung mit flüssigem Stahl zerstört werden, was entweder duroh Brechen infolge T7ärmespannungen oder duroh Aufschmelzen erfolgen kann.

Der Metalldraht 17 ist über eine Leitung 17* und eine Sicherung 19 mit dem einen Pol einer Spannungs* quelle 20, beispielsweise Wechselstrom von hZ Volt Spannung, verbunden. Der andere Pol der Spannungsquelle 20 ist über eine Leitung 21 und eine Sicherung 22 mit einer Signalvorrichtung 23, beispielsweise einer

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akustischen Alarmvorrichtung, einem Blinklicht oder dgl., verbunden. Die Signalvorrichtung 23 ist ihrerseits elektrisch leitend mit der Masse, d.h. mit¹der Kokille 1 bzw« mit dem metallischen Gehutzkörper 10 verbunden. Bei einem Durchbruch des flüssigen Stahles

3 in der Strangschalenzone k^% (Fig. l), die erfahrungsgemäß durchbruchgefährdet ist, sammelt sich Stahl in der Höhlung 15 und es wird eine elektrisch leitende Vorbindung zwischen dem Draht 17 und den Gehutzkörper 10 bzw. über den Strang 2 selbst zur Kokille 1 hergestellt, so daß durch das Schließen des Stromkreises 17, 17·, 20, 21, 1 bzw, 10 die Signalvorrichtung 23 betätigt wird. Der Gießvorgang kann dann von Hand unterbrochen bzw, der Antrieb der Strangausziehvorrichtung abgestellt werden. Man kann aber auch eine Leitung Zk mit einem parallel geschalteten Relais oder Steuerochütz 25 verbinden,' so daß ein Sohalter betätigt wird, der eine Stromleitung 26 sohließt oder unterbricht, welche beispielsweise mit dem Antriebsmotor der Strangausziehvorrichtung so verbunden ist, daß gleichzeitig mit der Betätigung der Signalvorrichtung 23 ein automatisches Stillsetzen der Stranggießanlage erfolgt. Anstelle der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung kann auch ein Thermoelement oder ein Strahlungspyrometer verwendet werden, welches den beim Strangdurchbruch auftretenden Temperatur- bzw. Helligkeitsunterschied registriert und dadurch in gleicher Weise einen elektrischen Schaltvorgang zum Stillstand der Stranggießanlage auslöst.

Bei einem Stahldurohbruch wird die Höhlung mit Stahl ganz oder teilweise gefüllt, welcher dort erstarrt, jedoch nicht nach unten ausfließen kann. Daher können die darunterliegenden Rollen 5» 6 bzw. Spritzdüsen 7 bzw, das Stützgerüst nicht mehr be-

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schädigt "werden. Man kann die Innenfläche des Schutzkörpera mit einer Graphitschichte oder einem anderen feuerfesten Überzug versehen, so daß ein Verschweißen des Stahles mit dem Sohutzkörper vermieden wird· Der Schutzkörper kann mehrmals verwendet werden; es braucht jeweils nur der isolierte Draht X6 er neuert zu werden.

. - Zweckmäßig ist der Schutzkörper mehrteilig ausgeführt. Bei quadratischen Strängen wird man an jeder Strangseite einen Körper vorsehen, so daß eine ringförmige geschlossene Höhlung 15 gebildet wird« Die einzelnen Teile des Körpers sind nach einem Strangdurchbruch leicht entfernbar, so daß - gegebenen falls nach Abbrennen des durchgebrochenen Stahles mittels eines Schneidbrenners - der Strang noch vor dem völligen Erkalten ausgezogen werden kann. Auch bei der Erzeugung von Brammen soll der Körper mehrteilig sein, damit auch eine Verstellung und Anpassung an verschiedene Strangquerschnitte möglich 1st.

Der metallische Schutzkörper kann nach Fig. 3a aus einem Oberteil 2J aus vollem Hämatltgußeiaen und aus einem die untere Stützfläche 14 bildenden Unterteil 28 aus Kupfer bestehen, welcher als wassergekühlte» Hohlprofil ausgebildet ist; auf die obere Stützfläche 13 wird bei dieser Ausführungsform verzichtet. Fig. 3b zeigt einen aus einem Hämatitgußkörper 27« und einem Kupferhohlprofil 28 gefertigten Körper mit einer seitlichen Öffnung 29 für den Ablauf flüssigen Stahles über eine Rinne 30 in einen nicht dargestellten Auffangbehälter, so daß die Möglichkeit besteht, die gesamte, über der Durchbruohsetelle befindliche Stahlmenge des Stranges aufzunehmen und von den Sollen 5,6 bzw. von der Stützkonstruktion

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ORKSfNAL

abzuleiten.

In Pig. h sind mit 31, 32 an der Breitseite eines rechteckigen Brammenstranges. 2 angeordnete metallische Gehutzkörper bezeichnet,'die an Band der Gtrangschale h anliegende Seltenwände 33 aufweisen, wodurch geschlossene Höhlungen Jk_t 35 entstehen, in die elektrisch isolierte Drähte J6_t 37 eingelegt sind, welche in gleichet* Weise mit einer Spannungsquelle 20 verbunden sind, wie dies bereits beschrieben wurde; bei breiten Brammen brauchen an den Schmalβeiten keine Schutzkörper vorgesehen zu werden, well dort ein Stahldurchbruoh nicht zu befürchten ist«

Die Höhlungen 15, Jh, 35 können mit einer nicht dargestellten Leitung zur Zufuhr eines Gase« verbunden sein, welches zur Kühlung des Strangschalen· bereiches h^f verwendet werden kann; das zügeführte Gas kann durch die Stützfläche Ik nach unten oder durch die Öffnung 29 entweichen. Zweckmäßig verwendet man hierzu ein nlchtoxydierendes Gas, so daß eine Zunderbildung im Strangschalenbereich h* bzw« Zunderablagerungen in den Höhlungen 15, Jh_$ 35 vermieden werden.

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Claims

Patentansprüche :

1, Vorrichtung an einer Stranggießanlage, insbesondere an einer Anlage zum kontinuierlichen Stahlstrang·. gießen, wobei ein einen flüssigen Kern und eine erstarrte Strangschale aufweisender Strang aus einer wassergekühlten Kokille atisgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar unterhalb der Kokille (l) ein die Strangschale (h) in Unfangsrichtung mindestens teilweise umgebender, gegen daa flüssige Metall widerstandsfähiger Schutzkörper (lO, 31» 32) vorgesehen istj der eine gegen die Strangschale (4) hin offene Höhlung (15, 3^, 35) zur Aufnahme von flüssigem Metall und zur Aufnahme eines bei einem Metalldurchbruch ansprechenden Fühlers (l6) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (lO, 31, 32) lösbar an der Kokille (l) befestigt ist.

3» Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper aus mehreren, gegebenenfalls von einem Kühlmittel durchfloesenen Teilen besteht, wobei jeweils awei in bezug auf den Strang (2)' einander gegenüberliegende Teile (31ι 32) zur Anpassung an verschiedene Strangquerschnitte gegeneinander verschiebbar sind«

k. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3 für eine Anlage zur IDrzeugung breiter Brammen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper aus zwei gegenüberliegenden nur an die Breitseite der Brammen anstellbaren Teilen (31, 32) besteht, wo-

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bei die Höhlungen (3*1,35) seitlich durch an den Rand der Strangschale (k) anliegende T/ande (33) begrenzt sind,

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis k_t dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkörper (lO, 31, 32) mindestens an seiner Unterkante eine Stützfläche (lk) für die Strangschale (h) aufweist, welohe vorzugsweise durch ein von Kühlwasser durch· flossenes Hohlprofil (28) gebildet 1st.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Höhlung (15, 3h_t 35) dee Schutzkörpers (lO, 31, 32) eine seitliehe öffnung (29) für den Austritt flüssigen Stahles in einen Auffangbehälter aufweist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (l6) aus einem gegen den Schutzkörper (10, 31» 32) und gegen den Strang (2) elektrisch isolierten Metalldraht (17) besteht, der mit dem einen Pol einer Spannungsquelle (20) verbunden 1st und daß eine Signaleinrichtung (23) Vorgesehen ist, die mit dem anderen Pol der Spannungequelle (20) und mit der Kokille (l) oder mit dem Schutzkörper (10, 31, 32) elektrisch verbunden ist, wobei im Falle eines Metalldurchbruches durch Zerstörung der Isolierung des lietalldrahteo (I7) eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Metalldraht (I7) und dem Schutskörper (lO, 3I, 32) bzw. über den Strang (2) mit der Kokille (l) hergestellt und die Signaleinriohtung (23) betätigt wird.

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