DE2319323A1

DE2319323A1 - METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING HEAT EXTRACTION IN KOKILLEN DURING CONTINUOUS CASTING

Info

Publication number: DE2319323A1
Application number: DE2319323A
Authority: DE
Inventors: Werner Bruderer; Walter Dipl Ing Meier
Original assignee: Concast AG
Current assignee: SMS Concast AG
Priority date: 1972-04-18
Filing date: 1973-04-17
Publication date: 1973-11-08
Also published as: CA977930A; FR2180902A1; AU470292B2; DE2319323B2; FI54067C; CH552423A; NL154132B; AU5460773A; GB1409947A; US3886991A; JPS5219808B2; NL7305351A; BE798388A; JPS4921329A; FI54067B; ZA732632B; FR2180902B1

Description

CONCAST AG ZUERICH (SCHWEIZ)CONCAST AG ZURICH (SWITZERLAND)

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern des Wärmeentzuges in Kokillen beim StranggiessenMethod and device for controlling the extraction of heat in molds during continuous casting

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern des Wärmeentzuges beim Stranggiessen von Metallen in Kokillen mit entlang des Umfanges voneinander getrennten Kühlbereichen, wobei die abgeführte Wärmemenge jedes Kühlbereiches gemessen wird und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for controlling the extraction of heat during the continuous casting of metals in molds cooling areas separated from one another along the circumference, the amount of heat dissipated from each cooling area being measured and one Apparatus for carrying out this process.

Es ist bekannt, bei Stranggiessanlagen für Stahl, Kokillen mit mehreren in Strangrichtung verlaufenden und um den Strangumfang getrennt angeordneten Kühlkammern zu verwenden. Bei einer solchen Anlage werden die aus den einzelnen Kühlkammern abgeführten Wärmemengen gemessen und mit einem Sollwert verglichen. Weicht der gegossene Strang aus irgendeinem Grunde von einer gewünschten Strangbahn ab, z.B. infolge ungleicher Schrumpfung, so wird derselbe in der Kokille ungleichmässig anliegen, was durch eine Veränderung der gemessenen Wärmemengen angezeigt wird. Um den ungleichmässigen Kontakt mit den Kokillenwänden zu korrigieren, sind unterhalb der Kokille quer zur Strangbahn verschiebbare Führungselemente angebracht, die abhängig von der Wärmeabweichung der einzelnen Kühlkammern gesteuert werden; d.h. mittels dieser verschiebbaren Führungselemente kann der Strang wieder auf seine vorgeschriebene Bahn gebracht werden, wodurch ein gleichmässiges Anliegen der entstehenden Strangschale entlang des Umfanges gewährleistet wird.It is known in continuous casting plants for steel, molds with several running in the direction of the strand and around the circumference of the strand to use separately arranged cooling chambers. In such a system, those from the individual cooling chambers are discharged Heat quantities measured and compared with a target value. If the cast strand deviates from a desired strand path for any reason from, e.g. as a result of uneven shrinkage, it will lie unevenly in the mold, which is due to a change the measured amount of heat is displayed. In order to correct the uneven contact with the mold walls, below the Mold mounted transversely to the strand path movable guide elements, which are controlled depending on the thermal deviation of the individual cooling chambers will; i.e. by means of these displaceable guide elements the strand can be brought back onto its prescribed path which ensures an even fit of the resulting strand shell along the circumference.

Diese bekannte Anlage wird auf eine bestimmte, von den Giessparametern abhängige Giessgeschwindigkeit ausgelegt. Sun» Vergiessen von Brammenformaten werden z.B. die Schmalseiten vor Giessbeginn auf eine bestimmte Konizität eingestellt» Diese Konizität entspricht ungefähr der Schrumpfung des Stranges bei einer gewünschten Giessgeschwindigkeit. Da aber diese Konizität während des Giessens nicht verstellt werden kann, entstehen bei Abweichungen von der gewünschten Giessgeschwindigkeit die später beschriebenen Nachteile. Mittels der erwähnten Vorrichtung wird dabei versucht, den Strang entlangThis known system is based on a specific one of the casting parameters Dependent casting speed designed. Sun »Slab formats are cast, e.g. the narrow sides are cast before the start of casting set to a certain taper »This taper corresponds to approximately the shrinkage of the strand at a desired casting speed. However, since this conicity cannot be adjusted during casting, deviations from the desired result occur Casting speed the disadvantages described later. By means of the device mentioned, an attempt is made to move along the strand

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lässig zum Aiii:casual to Aiii:

des Umfanges auf allen Seiten der Kokille gleichmässig zum Anliegen zu bringen und dadurch über den Umfang eine gleichmässige •Schalendicke zu gewährleisten.of the circumference on all sides of the mold evenly to the contact to bring and thereby a uniform shell thickness over the • circumference to ensure.

Bei neueren Anlagen wird jedoch vorgesehen, auf der gleichen Stranggiessanlage mit verschiedenen Giessgeschwindigkeiten zu giessen. Die beschriebene Einrichtung zeigt aber unter solchen Bedingungen recht erhebliche Nachteile« Wird beispielsweise die Giessgeschwindigkeit verringert, so hebt sich der Strang infolge der stärkeren Schrumpfung früher von den Kokillenwänden ab, die eine für eine bestimmte Giessgeschwindigkeit geeignete Konizität aufweisen. Dies wird durch eine Veränderung der abgeführten Wärmemenge in den Kühlkammern bemerkbar. Das Abheben der Strangschale von den Kokillenwänden findet nicht über den ganzen Umfang gleichzeitig statt, weshalb auch die Veränderungen der abgeführten Wärmemengen nicht in allen Kühlkammern gleich gross sind. Da aber die bewegliche Führungseinrichtung unterhalb der Kokille ungleiche Kühlverhältnisse in der Kokille sofort durch Verschieben des Stranges korrigiert, wird der Strang aus seiner gewünschten Lage verschoben; d.h. anstatt die Kühlverhältnisse in der Kokille zu verbessern, werden dieselben - bei einer Aenderung der Giessgeschwindigkeit - durch die verschiebbaren Führungselemente unterhalb der Kokille, die von den in den Kühlkammern gemessenen Wärmemengen gesteuert werden, verschlechtert. Dies zeigt sich deutlich durch ein Ansteigen der Risse und der Zahl der Durchbrüche bei Erhöhung der Giessgeschwindigkeit und einem bedeutend geringeren Wärmeentzug infolge schlechtem Kontakt zwischen entstehender Strangschale und den Wänden in der Kokille. Diese Fehler führen zu einem geringeren Ausbringen.With newer systems, however, it is provided on the same Continuous caster to cast with different casting speeds. The device described shows, however, under such conditions quite considerable disadvantages «If, for example, the casting speed is reduced, the strand is lifted as a result the greater shrinkage from the mold walls earlier, one have suitable taper for a certain casting speed. This is achieved by changing the amount of heat dissipated noticeable in the cooling chambers. The lifting of the strand shell from the mold walls does not take place over the entire circumference at the same time instead, which is why the changes in the amount of heat dissipated are not the same in all cooling chambers. But since the movable one Guide device below the mold, uneven cooling conditions in the mold are corrected immediately by moving the strand, the strand is moved from its desired position; i.e. instead of To improve the cooling conditions in the mold, the same - with a change in the casting speed - through the movable Guide elements below the mold, which are controlled by the amount of heat measured in the cooling chambers, deteriorated. This is clearly shown by an increase in the cracks and the number of breakthroughs when the casting speed is increased and a significantly lower heat extraction due to poor contact between the resulting strand shell and the walls in the Mold. These errors lead to a lower yield.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung des Wärmeentzuges in der Kokille zu schaffen, die es ermöglichen auf der gleichen Stranggiessanlage innerhalb eines grossen Giessgeschwindigkeitsbereiches bei gleichbleibender Qualität und erhöhtem Ausbringen zu arbeiten, ohne die Nachteile eines schlechten Wärmeentzuges in der Kokille, grosserer Durchbruchgefahr und ungleichmässigen Schalenwachstums und schlechter geometrischer Form des Stranges in Kauf nehmen zu müssen.The invention is now based on the object of a method and a device for controlling the extraction of heat in the mold to create that make it possible on the same continuous caster within a large casting speed range with a constant Quality and increased yield to work without the Disadvantages of poor heat extraction in the mold, major ones Risk of breakthrough and uneven shell growth and worse having to accept the geometric shape of the strand.

Diese Aufgabe wird verfahrensmässig so gelöst, dass durch Vergleichen der abgeführten Wärmemengen mit von der Kokillenform abhängigen Sollwerten für diese abzuführenden Wärmemengen, das AnliegenIn terms of the method, this object is achieved in such a way that by comparing the amount of heat dissipated depending on the mold shape Setpoints for these amounts of heat to be dissipated, the concern

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der Strangschale an den Wänden der Kühlbereiche errantelx wxra, und dass, abhängig von den durch das Vergleichen festgestellten Regelabweichungen, mindestens in einem von den an einen gemessenen Bereich anstossenden Kühlbereichen die abgeführte Wärmemenge "' gesteuert wird.the strand shell on the walls of the cooling areas errantelx wxra, and that, depending on the control deviations determined by the comparison, at least in one of the measured on one In the adjacent cooling areas, the amount of heat dissipated is controlled.

Durch dieses Steuerverfahren ist es möglich mit einer Stranggiesskokille, deren Konizität auf eine bestimmte Giessgeschwindigkeit ausgelegt ist, innerhalb eines grossen Geschwindigkeitsbereiches zu giessen. Durch das Vergleichen der in den einzelnen Kühlbereichen abgeführten Wärmemengen mit von der Kokillenform abhängigen Sollwerten wird das Anliegen der Strangschale an den Wänden der Kühlbereiche entlang der ganzen Kokille ermittelt und davon abhängig in. mindestens einem der anstossenden Kühlbereiche die abgeführte Wärmemenge mittels des Kühlmittels gesteuert, bis die Strangschale wieder in gewünschter Weise an den Wänden der gemessenen Kühlbereiche anliegt. Sobald die Strangschale bei jeder Gxessgeschwindigkeit in möglichst geeigneter Weise über die ganzen Kühlbereichswände anliegt, kann eine bessere Strangoberfläche erzeugt werden und die erstarrte Strangschale wächst gleichmässiger, wodurch Risse vermieden und die Durchbruchsrate auf ein Minimum reduziert wird. Der entstehende Strang weist auch genau den ge- , wünschten geometrischen Querschnitt auf. Zudem wird in der Kokille immer diejenige Wärmemenge entzogen, die maximal möglich ist, ohne den Strang oder die Strangoberfläche in irgendeiner anderen Weise zu beschädigen.This control method enables a continuous casting mold to adjust its conicity to a specific casting speed is designed to cast within a large speed range. By comparing the in each Cooling areas dissipated amounts of heat with from the mold The contact of the strand shell against the walls of the cooling areas along the entire mold is determined based on the setpoint values and depending on this, in at least one of the adjoining cooling areas, the amount of heat dissipated is controlled by means of the coolant, to the strand shell again in the desired manner on the walls of the measured Cooling areas. As soon as the strand shell at each Gxess Speed in the most suitable manner possible over the whole If the walls of the cooling area are in contact, a better strand surface can be produced and the solidified strand shell grows more evenly, thereby avoiding cracks and reducing the break-through rate to a minimum. The resulting strand also shows exactly the desired geometric cross-section. In addition, the maximum amount of heat that is extracted from the mold is without damaging the strand or the strand surface in any other way.

Bei Brammenkokillen zum Vergiessen von Stahl ist es vorteilhaft, wenn die an den Kühlbereichen der konischen Schmalseiten abgeführten Wärmemengen gemessen und mit den Sollwerten verglichen und davon abhängig, die in den Kühlbereichen der Breitseiten abgeführten Wärmemengen gesteuert werden. Dieses Verfahren ermöglicht bei beliebigen Giessgeschwindigkeiten die gesamte Kühlfläche der Kokille gut auszunutzen.In the case of slab molds for casting steel, it is advantageous to when the amounts of heat dissipated from the cooling areas of the conical narrow sides are measured and compared with the setpoint values and depending on it, the discharged in the cooling areas of the broad sides Heat quantities can be controlled. This process enables the entire cooling surface of the to be used at any casting speed Good use of the mold.

Trotz der oben beschriebenen Möglichkeiten, den Kontakt der entstehenden Stranghaut mit den Kühlflächen der Kokille an den Schmalseiten zu steuern, kann es vorkommen, dass die Strangschale in den Eckbereichen und auch an den Breitseiten nicht in derDespite the possibilities described above, the contact of the resulting strand skin with the cooling surfaces of the mold on the To control narrow sides, it can happen that the strand shell in the corner areas and also on the broad sides not in the

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gewünschten Weise anliegt. Vorteilhaft ist in diesem Falle, wenndesired way. In this case it is advantageous if

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auch die an den Kühlbereichen der Breitseiten abgeführten Wärmemengen gemessen, mit den Sollwerten verglichen und die abgeführten Wärmemengen der Kühlbereiche der Schmalse'iten davon abhängig gesteuert werden. Ein solches Verfahren erfbrdert wohl einen grösseren Aufwand, erlaubt aber andererseits die bestmögliche Steuerung des Wärmeüberganges entlang der gesamten Kühlbereiche der Kokille, insbesondere in den Eckzonen, wo oftmals die Strangschale an den Breitseiten wie auch an den Schmalseiten von den Kokillenwänden abhebt und eine äusserst ungleichmässige Strangschale entsteht.also the amount of heat dissipated from the cooling areas on the broad sides measured, compared with the target values and the discharged Heat quantities of the cooling areas of the narrow sides controlled therefrom will. Such a method requires a lot of effort, but on the other hand allows the best possible control of the Heat transfer along the entire cooling areas of the mold, especially in the corner zones, where the strand shell is often on the broad sides as also stands out from the mold walls on the narrow sides and an extremely uneven strand shell is created.

Besonders vorteilhafte Lösungen ergeben sich, indem die abgeführten Wärmemengen an der gesteuerten Seite, abschnittsweise von der gemessenen Seite her beginnend, gesteuert werden. Ob dabei in den näher zur gemessenen Seite liegenden Bereichen eine grössere Wärmemenge abgeführt wird als in den entfernter liegenden Kühlbereichen, hängt von der Beschaffenheit der Kokille und vom vergossenen Strangformat ab. Die abschnittsweise Steuerung erlaubt in jedem Fall eine Anpassung der abgeführten Wärmemengen an den Stellen, die für den Kühlvorgang im gemessenen Kühlbereich massgebend sind.Particularly advantageous solutions result in that the discharged Heat quantities on the controlled side, starting in sections from the measured side, can be controlled. Whether in A greater amount of heat is dissipated from the areas closer to the measured side than in the more distant cooling areas, depends on the quality of the mold and the cast strand format. The section-by-section control allows in in each case an adjustment of the amount of heat dissipated at the points which are decisive for the cooling process in the measured cooling area.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Messgeräte zur Ermittlung der abgeführten Wärmemengen mit einem Regler verbunden sind, der eine Verbindungsleitung zur üebermittlung der Sollwerte von einem Rechner aufweist, dem die Messwerte der abgeführten Wärmemengen gleichzeitig zugeführt werden und der diese Messwerte als Funktion der Durchflussmenge bzw. der abgeführten Wärmemenge in den an den gemessenen Bereich anstossenden Kühlbereichen festhält und aus diesen Werten den Punkt als Sollwert für den Regler ermittelt, der die grösste Differenz der abgeführten Wärmemenge pro Einheit Durchflussmenge aufweist.The device for carrying out this method is characterized in that the measuring devices for determining the discharged Quantities of heat are connected to a controller which has a connection line for transmitting the setpoint values from a computer, to which the measured values of the dissipated heat quantities are fed at the same time and these measured values as a function of the flow rate or the amount of heat dissipated into the area measured adjoining cooling areas and from these values the point is determined as the setpoint for the controller, which is the largest Has difference in the amount of heat dissipated per unit of flow rate.

Bei normalem Giessbetrieb spielt sich zwischen konstanter Giessgeschwindigkeit und konstanten Kühlmittelwerten ein Gleichgewichtszustand ein, der gewährleistet, dass zwischen der Strangschale und den Kühlbereichswänden ein möglichst vorteilhafter Wärmeaustausch stattfindet. Wird nun z.B. die Giessgeschwindigkeit verringert, so wird an den Schmalseiten die Wärmemenge, die über die nutzbare Kokillenfläche und pro Zeiteinheit abgeführt wird, kleiner werden.In normal casting operations, there is a state of equilibrium between constant casting speed and constant coolant values one that ensures that heat exchange is as advantageous as possible between the strand shell and the walls of the cooling area takes place. If, for example, the casting speed is now reduced, the amount of heat on the narrow sides that exceeds the usable Mold surface and is removed per unit of time, become smaller.

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Dieses Absinken der abgeführten Wärmemenge wird vom Regler und vom Rechner registriert, worauf die durchfliessende Kühimittelmenge in den anstossenden Kühlbereichen verringert wird. Während dieser Veränderung der Kühlmittelmenge verfolgt der Rechner gleichzeitig die Veränderung der an den Schmalseiten abgeführten Wärmemenge. Während der Aufzeichnung ermittelt der Rechner denjenigen Wert, der die grösste Differenz der abgeführten Wärmemenge pro Durchflussmengeneinheit aufweist. Dabei sind die Durchflussmengeneinheiten abhängig von der gewünschten Regelgenauigkeit zu wählen. Sobald dieser Punkt erreicht ist, wird der neue Kühlmittelmengenwert dem Regler als Sollwert vorgegeben,und es spielt sich erneut ein neuer Gleichgewichtszustand zwischen der Giessgeschwindigkeit und den Kühlverhältnissen in der Kokille ein, der den vorteilhaftesten Wärmeübergang ergibt.This decrease in the amount of heat dissipated is controlled by the controller and registered by the computer, whereupon the amount of coolant flowing through is reduced in the adjacent cooling areas. The computer tracks this change in the amount of coolant at the same time the change in the amount of heat dissipated on the narrow sides. During the recording, the computer determines the value that has the greatest difference in the amount of heat dissipated per unit of flow rate. The flow units are dependent to choose from the desired control accuracy. As soon as this point is reached, the new coolant quantity value is sent to the controller as Setpoint is given, and a new state of equilibrium takes place again between the casting speed and the cooling conditions in the mold, the most advantageous heat transfer results.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung der Figuren eines Beispieles zu entnehmen.Further details and advantages of the invention can be found in the following description of the figures of an example.

Dabei zeigen:Show:

Fig. 1 die Steuereinrichtung schematisch aufgezeichnet undFig. 1 shows the control device schematically and

Fig. 2 die Abhängigkeit der abgeführten Wärmemenge an den Schmalseiten bei einer Veränderung der Wassermenge an den Breitseiten infolge Giessgeschwindigkeitsänderung.2 shows the dependence of the amount of heat dissipated on the narrow sides when the amount of water changes on the broad sides as a result of a change in the casting speed.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Brammenkokille bezeichnet, die sich im wesentlichen aus den beiden Breitseiten 2 und 3 und den beiden Schmalseiten 4 und 5 zusammensetzt. Diese Kokillenwände besitzen Kühlkammern, die im nachfolgenden als Kühlbereiche 7,8, 9 und bezeichnet werden. Jedem der einzelnen Kühlbereiche 7, 8, 9 und sind Wasserzu- und -abflussleitungen 12 zugeordnet. An die Wasserzu- und -ableitungen der Schmalseiten 4 und 5 sind Messglieder 14 und zur Bestimmung der abgeführten Wärmemengen angeschlossen« Die Wasserzu- oder -ableitungen 12 der Breitseiten 2 und 3 sind mit Stellgliedern 16, 17, 18 und 19 zur Regulierung der Wassermenge versehen. Die von den Messgliedern 14 und 15 ermittelten Daten werden über Verbindungsleitungen 25 einem Regler 20 und gleichzeitig auch einem Rechner 30 zugeführt. Die Stellglieder 16, 17, 18 und werden andererseits über Verbindungsleitungen 24 vom Regler 20 aus gesteuert. Der Regler 20 umfasst dabei einen Funktionsgeber 21, einen Vergleicher 22 und einen Sollwertgeber 23* Der SollwertgeberIn Fig. 1, 1 designates a slab mold, which is composed essentially of the two broad sides 2 and 3 and the two narrow sides 4 and 5. These mold walls have cooling chambers, which are referred to below as cooling areas 7, 8, 9 and. Water inlet and outlet lines 12 are assigned to each of the individual cooling areas 7, 8, 9 and 12. Measuring elements 14 and for determining the amount of heat dissipated are connected to the water supply and drainage lines on the narrow sides 4 and 5 . The data determined by the measuring elements 14 and 15 are fed to a controller 20 and at the same time also to a computer 30 via connecting lines 25. The actuators 16, 17, 18 and are, on the other hand, controlled by the controller 20 via connecting lines 24. The controller 20 comprises a function generator 21, a comparator 22 and a setpoint generator 23 * the setpoint generator

empfängt die jeweiligen Sollwerte über eine Verbindungsleitung vom Rechner 30. Der Rechner 30 ist über Verbindungsleitungen 27 "noch mit nicht gezeichneten Dateneingabegeräten für die Eingabe von Angaben über die Kokille, die Konizität, die Stahlqualität, Stahltemperatur usw. verbunden.receives the respective setpoint values from the computer 30 via a connecting line. The computer 30 is via connecting lines 27 "Not yet drawn data input devices for entering information about the mold, the conicity, the steel quality, Steel temperature, etc. connected.

Vor Giessbeginn werden die beiden Schmalseiten 4 und 5 auf eine bestimmte, einer mittleren Giessgeschwindigkeit entsprechenden Konizität eingestellt, d.h. die Distanz zwischen den Schmalseiten 4 und 5 ist am Austrittsende der Kokille 1 geringer als an der Eingiessseite. Die dieser mittleren Giessgeschwindigkeit und der entsprechenden Kokillenkonizität entsprechenden Wassermengen an den Schmalseiten 4, 5 und an den Breitseiten 2, 3 wurden berechnet oder durch Versuche ermittelt, im Rechner 30 gespeichert und werden von diesem ausgewählt und den Kühlbereichen vorgegeben« Weicht nun während des Giessens die Giessgeschwindigkeit, z.B. infolge Versagens des Stopfens oder Zusetzens der Ausgussöffnung, von der mittleren Geschwindigkeit ab, so liegt die entstehende Strangschale an den Wänden 6 der Kühlbereiche 9, 10 der Schmalseiten 4,5 stärker oder weniger stark an. Infolge dieser Veränderung des Anliegens der Strangschale wird auch die aus den Kühlbereichen 9, 10 abgeführte Wärmemenge grosser oder kleiner. Eine solche Veränderung wird von den Messgliedern 14, 15 festgestellt und über die Verbindungsleitungen 25 dem Regler 20 sowie dem Rechner 30 zugeführt. Im Vergleicher 22 wird der Messwert mit dem Sollwert aus dem Sollwertgeber 23 verglichen und über den Funktionsgeber 21 die Wassermengen in den anstossenden Kühlbereich 7, 8 der Breitseiten 2, 3 mittels der Stellglieder 16, 17, 18, 19 gesteuert. Da dadurch die Schrumpfung des Stranges erneut beeinflusst wird, verändert sich das Anliegen des Stranges an den Wänden 6 der Kühlbereiche 9, 10 der Schmalseiten 4, 5 erneut, was die Messglieder 14, 15 wieder feststellen und dem Regler 20 sowie dem Rechner 30 zuführen Der Regler 20 steuert nun die Kühlwassermenge an den Breitseiten 2, so lange, bis die aus den Kühlbereichen 9, 10 abgeführten Wärmemengen mit den vom Sollwertgeber 23 vorgegebenen Sollwerten übereinstimmen. Gleichzeitig hält jedoch der Rechner 30 diese Veränderungen der aus den Kühlbereichesa 9, 10 abgeführtenBefore casting begins, the two narrow sides 4 and 5 are opened a certain conicity corresponding to an average casting speed is set, i.e. the distance between the narrow sides 4 and 5 is smaller at the exit end of the mold 1 than at the pouring side. This mean casting speed and the Corresponding mold conicity, corresponding amounts of water on the narrow sides 4, 5 and on the broad sides 2, 3 were calculated or determined by experiments, stored in the computer 30 and are selected by this and given to the cooling areas the casting speed during casting, e.g. as a result of failure the plugging or clogging of the pouring opening from which middle speed, the resulting strand shell is stronger on the walls 6 of the cooling areas 9, 10 of the narrow sides 4, 5 or less strongly. As a result of this change in the concern of the The strand shell also increases or decreases the amount of heat dissipated from the cooling areas 9, 10. Such a change is made by the measuring elements 14, 15 determined and via the connecting lines 25 is fed to the controller 20 and to the computer 30. In the comparator 22, the measured value is matched with the setpoint value from the setpoint generator 23 and compared via the function generator 21 the water quantities in the adjoining cooling area 7, 8 of the broad sides 2, 3 by means of the actuators 16, 17, 18, 19 controlled. Since this means the Shrinkage of the strand is influenced again, the rest of the strand against the walls 6 of the cooling areas 9, 10 changes the narrow sides 4, 5 again, which the measuring elements 14, 15 determine again and the controller 20 and the computer 30 of the Controller 20 now controls the amount of cooling water on the broad sides 2 until the amounts of heat removed from the cooling areas 9, 10 correspond to the setpoint values specified by the setpoint generator 23. At the same time, however, the computer 30 keeps these changes that discharged from the cooling areas 9, 10

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Wärmemengen mit den vom Sollwertgeber 23 vorgegebenen Sollwerten übereinstimmen. Gleichzeitig hält jedoch der Rechner 30 diese Veränderungen der aus den Kühlbereichen 9_S 10 abgeführten Wärmemengen in Abhängigkeit von der die Kühlbereiche 7, 8 durchfliessenden Wassermenge fest und ermittelt aus diesen Werten denjenigen Punkt, der die grösste Differenz der abgeführten Wärmemenge pro Einheit der Durchflussmenge aufweist. Dieser Wert wird dann über die Verbindungsleitung 26 dem Sollwertgeber 23 als neuer Sollwert vorgegeben, wobei dieser Vorgang gleichzeitig mit dem Regelvorgang stattfindet.Heat quantities coincide with the setpoint values specified by the setpoint generator 23. At the same time, however, the computer holds 30, these changes in discharged from the cooling zones 9 _S 10 amounts of heat as a function of the cooling regions 7, 8 by flowing water quantity and determined from these values that point which has the largest difference of the amount of heat removed per unit of flow rate. This value is then given to the setpoint generator 23 via the connecting line 26 as a new setpoint, this process taking place simultaneously with the control process.

In Fig. 2 ist ein möglicher Verlauf dieser Werte aufgezeichnet, und zwar bei einer Verringerung der Giessgeschwindigkeit. Auf der Abszisse 35 ist die durch die Kühlbereiehe 7, 8 der Breitseiten 2, 3 durchf liessende Wassermenge 38 diraensionslos aufgezeichnet. Auf der Ordinate 36 ist die in den Kühlbereichen 9, 10 der Schmalseiten 4, 5 abgeführte Wärmemenge 37 ebenfalls dimensionslos aufgetragen. Diese abgeführte Wärmemenge wird normalerweise auf die nutzbare Kokillenfläche bezogen«,In Fig. 2 a possible course of these values is recorded, namely with a reduction in the casting speed. On the abscissa 35 is that through the cooling areas 7, 8 of the broadsides 2, 3 amount of water flowing through 38 recorded without direction. On the ordinate 36, the amount of heat 37 dissipated in the cooling areas 9, 10 of the narrow sides 4, 5 is also plotted without dimensions. This amount of heat dissipated is normally due to the usable mold surface related «,

Bei normalem Giessbetrieb mit einer vorbestimmten mittleren Giessgeschv/indigkeit ist dieser eine bestimmte, durch die Kühlbereiehe 7, 8 der Breitseiten 2 und 3 durchfliessende Wassermenge 43 zugeordnet, der eine ganz bestimmte aus den Kühlbereichen 9, der Schmalseiten 4, 5 abgeführte Wärmemenge 40 entspricht. Wird nun die Giessgeschwindigkeit reduziert, so werden die Breitseiten des Stranges stärker gekühlt, wodurch dieser entsprechend stärker schrumpft und früher von den Schmalseiten abhebt. Dadurch wird an den Schmalseiten 4, 5 weniger Wärme abgeführt, was sich in einem Abfallen der abgeführten Wärmemenge von 40 nach 41 äussert. Davon abhängig beginnt der Regler die abgeführte Wärmemenge bzw. die Wassermenge an den Breitseiten 2, 3 zu steuern, d.h. bei abnehmender Giessgeschwindigkeit wird die Wassermenge an den Breitseiten 2, 3 verringert. Durch die geringere Wärmeabfuhr an den Breitseiten 2, 3 schrumpft der Strang entlang der Breitseiten weniger, wodurch er an den Schmalseiten wieder besser anliegt und die abgeführte Wärmemenge an den Schmalseiten wieder ansteigt. Dieses Zunehmen der abgeführten Wärmemenge 37 während des Abnehmens der durchfliessendenIn normal casting operation with a predetermined average The pouring speed is determined by the cooling range 7, 8 of the broad sides 2 and 3 amount of water flowing through 43, which corresponds to a very specific amount of heat 40 dissipated from the cooling areas 9, the narrow sides 4, 5. Will now the casting speed is reduced, so are the broadsides of the strand is cooled more, which means that it shrinks more and lifts off the narrow sides earlier. This will turn on the narrow sides 4, 5 less heat dissipated, which results in a Decrease in the amount of heat dissipated from 40 to 41 is expressed. Of that The controller begins to control the amount of heat dissipated or the amount of water on the broad sides 2, 3, i.e. when it decreases Pouring speed, the amount of water on the broad sides 2, 3 is reduced. Due to the lower heat dissipation on the broad sides 2, 3, the strand shrinks less along the broad sides, which means that it rests better on the narrow sides and that which is removed The amount of heat on the narrow sides increases again. This increase in the amount of heat 37 removed while the amount flowing through decreases

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Wassermenge 38 wird vom Rechner 30 festgehalten, wobei die abgeführte Wärmemenge 37 pro Einheit der Durchflussmenge 38 anfänglich immer stärker zunimmt bis die Zunahme einen Höchstwert erreicht hat und anschliessend wieder geringer wird. Der Rechner 30 ermittelt nun den Punkt des grössten Anstieges der abgeführten Wärmemenge pro Einheit der Durchflussmenge 38 und gibt ihn als neuen Sollwert 42 der an den Schmalseiten 4, 5 abzuführenden Wärmemengen dem Sollwertgeber 23 vor. Der abgeführten Wärmemenge 42 ist wieder eine ganz bestimmte durch die Kühlbereiche 7, 8 der Breitseiten 2, 3 durchfliessende Wassermenge 44 zugeordnet. Dieser Zustand wird nun vom Regler 20 eingehalten bis eine erneute Aenderung der Giessgeschwindigkeit stattfindet.The amount of water 38 is recorded by the computer 30, with the drained The amount of heat 37 per unit of the flow rate 38 initially increases more and more until the increase reaches a maximum value and then decreases again. The computer 30 now determines the point of the greatest increase in the amount of heat dissipated per unit of the flow rate 38 and gives it as the new setpoint 42 of the amounts of heat to be dissipated at the narrow sides 4, 5 to the setpoint generator 23. The amount of heat removed is again a very specific amount of water 44 flowing through the cooling areas 7, 8 of the broad sides 2, 3 is assigned. This condition is now observed by the controller 20 until the casting speed changes again.

Eine Verfeinerung der Steuerung lässt sich dadurch erreichen , dass die den Kühlbereichen 9, 10 der Schmalseiten 4_;und 5 zugehörigen von den Messgliedern 14, 15 ermittelten Messwerte dem Rechner 30 einzeln zugeführt werden und die Kühlbereiche 7,8 der Breitseiten 2, 3 auch einzeln gesteuert werden. In Figur 1 sind pro Kokillenseite zwei Kühlbereiche gezeichnet. Die Zahl der Kühlbereiche pro Kokillenseite kann jedoch je nach Bedarf vergrössert werden. Bei einer solchen Ausführung der Steuerung kann auch ein ungleiches Abheben oder Anliegen der Strangschale an je einer der Wände der Kühlbereiche 9 oder 10 der Schmalseiten 4, 5 gemessen werden. Abhängig davon werden die dieses ungleiche Abheben verursachenden Wassermengen der Kühlbereiche 7 oder 8, der Breitseiten 2 und 3 gesteuert, um die im gemessenen Schmalseitenkühlberexch abgeführte Wärmemenge zu korrigieren. Wird z.B. nur im Kühlbereich 10 der Schmalseite 4 ein Abnehmen der abgeführten Wärmemenge festgestellt , so wird vorerst nur die Wassermenge des anstossenden Kühlbereiches 8 der Breitseite 3 gesteuert. Genügt dieses Steuern des Kühlbereiches 8 der Breitseite.3 nicht, so kann auch noch der Kühlbereich 7 der Breitseite 3 dazu genommen werden.A refinement of the control can be achieved in that the cooling areas 9, 10 of the narrow sides 4 _; and 5 associated measured values determined by the measuring elements 14, 15 are fed individually to the computer 30 and the cooling areas 7, 8 of the broad sides 2, 3 are also controlled individually. In Figure 1, two cooling areas are shown per mold side. The number of cooling areas per mold side can, however, be increased as required. In such an embodiment of the control, an uneven lifting or contact of the strand shell against one of the walls of the cooling areas 9 or 10 of the narrow sides 4, 5 can also be measured. Depending on this, the amounts of water in the cooling areas 7 or 8, the broad sides 2 and 3 causing this uneven lifting are controlled in order to correct the amount of heat dissipated in the measured narrow side cooling area. If, for example, a decrease in the amount of heat dissipated is found only in the cooling area 10 of the narrow side 4, then only the amount of water in the adjoining cooling area 8 of the broad side 3 is initially controlled. If this control of the cooling area 8 of the broad side 3 is not sufficient, the cooling area 7 of the broad side 3 can also be added.

Bei einer Unterteilung der Breitseiten 2, 3 in mehr als zwei Ktihlbereichen kann die an den Schmalseiten 4, 5 abgeführte Wärmemenge immer genauer gesteuert werden. Dabei wird z.B. bei einer Aenderung der abgeführten Wärmemenge im Kühlbereich 9 die abgeführte Wärmemenge an der anstossenden, in diesem Falle aus mehr als zwei Kühlbereichen bestehenden Breitseite, abschnittsweise, vom Kühl-If the broad sides 2, 3 are subdivided into more than two cooling areas, the amount of heat dissipated at the narrow sides 4, 5 can be controlled more and more precisely. For example, if there is a change in the amount of heat dissipated in the cooling area 9, the amount dissipated Amount of heat on the adjoining broad side, in this case consisting of more than two cooling areas, in sections, from the cooling

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bereich 9 her beginnend gesteuert. Abhängig vom gewünschten Vorgang kann aber auch von der Mitte der gesteuerten Seiten beginnend, abschnittsweise gegen die gemessenen Seiten hin gesteuert werden.Controlled starting from area 9. Depending on the desired process, however, starting from the middle of the controlled pages, be controlled in sections against the measured sides.

Soll der entstehende Strang entlang seines Umfanges eine besonders gleichmässige Schalendicke und in Richtung der Kokillenlängsachse ein bestimmtes Schalenwachstum aufweisen, so werden den Kühlbereichen 9, 10 der Schmalseiten 4, 5 noch zusätzlich nicht gezeichnete Stellglieder 16, 17, 18, 19 zur Regulierung der Wassermenge und den Kühlbereichen 7, 8 der Breitseiten 2, 3 Messglieder 14, 15 für die Ermittlung der abgeführten Wärmemengen zugeordnet. Alle Messdaten werden dann über Verbindungsleitungen 25 dem Regler 20 und dem Rechner 30 gleichzeitig zugeführt und über entsprechende Verbindungsleitungen 24 kann, mit Hilfe der Stellglieder 16, 17, 18, 19, die durchfliessende Wassermenge aller Kühlbereiche gesteuert werden. Dies ermöglicht ein Abheben oder zu starkes Anliegen der entstehenden Stranghaut an den Breitseiten 2, 3 sowie an den Schmalseiten 4, 5 zu korrigieren. Normalerweise liegt die entstehende Stranghaut an den Breitseiten 2, 3 infolge des ferrostatischen Druckes in gewünschter Weise an. Es ist auch möglich, dass der Strang nur in den Eckbereichen der Breitseiten 2, 3 nicht in gewünschter Weise anliegt, was insbesondere bei einem kleinen Verhältnis der Länge der Breitseiten 2, 3 zur Länge der Schmalseiten 4, 5 festzustellen ist. In einem solchen Falle kann die durch die Kühlbereiche 9, 10 der Schmalseiten 4, 5 durchfliessende Wassermenge geändert werden bis in den anstossenden Kühlbereichen 7, 8 der Breitseiten 2, 3 wieder die gewünschte abgeführte Wärmemenge festgestellt wird. Eine solche Steuerung erfordert jedoch im Regler 20 und im Rechner 30 einen bedeutend grösseren Aufwand.Should the resulting strand have a have a particularly uniform shell thickness and a certain shell growth in the direction of the longitudinal axis of the mold the cooling areas 9, 10 of the narrow sides 4, 5 also not shown actuators 16, 17, 18, 19 for regulating the amount of water and assigned to the cooling areas 7, 8 of the broad sides 2, 3 measuring elements 14, 15 for determining the amount of heat dissipated. All measurement data are then fed simultaneously to the controller 20 and the computer 30 via connecting lines 25 and via corresponding ones Connecting lines 24 can, with the aid of the actuators 16, 17, 18, 19, the amount of water flowing through all cooling areas is controlled will. This enables the skin to be lifted off or to rest too closely on the broad sides 2, 3 and on the Correct narrow sides 4, 5. Normally, the resulting strand skin lies on the broad sides 2, 3 as a result of the ferrostatic Pressure in the desired manner. It is also possible that the strand only in the corner areas of the broad sides 2, 3 not in is applied in a desired manner, which is particularly the case with a small ratio of the length of the broad sides 2, 3 to the length of the narrow sides 4, 5 can be determined. In such a case, the amount of water flowing through the cooling areas 9, 10 of the narrow sides 4, 5 can be reduced are changed until in the adjoining cooling areas 7, 8 of the broad sides 2, 3 again the desired amount of dissipated heat is detected. However, such control is required in the controller 20 and in the computer 30 a significantly greater effort.

Claims

PATENT CLAIMS

1. Method for controlling heat extraction during continuous casting of metals, in molds with along the perimeter of each other separate cooling areas, the amount of heat dissipated from each cooling area being measured, characterized in that Comparing the dissipated amounts of heat with target values that are dependent on the mold shape for these amounts of heat to be dissipated das Determines whether the strand shell is on the walls of the cooling areas and that, depending on those found by comparing Control deviations, the amount of heat dissipated at least in one of the cooling areas adjoining a measured area is controlled.

2. The method according to claim 1 for a slab mold, characterized in that the discharged to the cooling areas of the narrow sides Measured heat quantities, compared with the setpoints and, depending on this, the heat dissipated in the cooling areas of the broad sides Heat quantities can be controlled.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the amounts of heat dissipated at the cooling areas of the broad sides measured, compared with the setpoints and, depending on this, the amount of heat dissipated from the cooling areas on the narrow sides being controlled.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the dissipated amounts of heat on the controlled side in sections starting from the relaxed side.

5. Apparatus for performing the method according to claim in the case of continuous casting molds separated from one another along the circumference Cooling areas and using measuring devices to determine the amount of heat dissipated in the cooling areas and a computing device, characterized in that the measuring devices (14, 15) for determining the amount of heat dissipated are connected to a controller (20) which has a connecting line (26) for transmitting the setpoints from a computer (30).

has, which the measured values of the dissipated heat quantities (37) at the same time and of these measured values as a function

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the flow rate (38) or the amount of heat dissipated into the adheres to the cooling areas adjoining the measured area and from these values point (42) as the setpoint for the controller (2O) is determined, which has the greatest difference in the amount of heat dissipated (37) per unit of this flow rate (38).

CONCAST AG

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