DE2425381B2 - Verfahren zum aufbringen von giesspulver auf den badspiegel beim stranggiessen von stahl und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbringen von Gießpulver auf den Badspiegel in einer Kokille beim Stranggießen von Stahl und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Stranggießen von Stahl ist es bekannt, auf den Badspiegel in der Kokille Gießpulver aufzubringen. Dieses hat die Aufgabe, nichtmetallische Verunreinigungen aufzunehmen, als Schmiermittel zwischen Kokillenwand und Strang zu wirken, die Oxydation des Strahls zu verhindern und die Wärmeabstrahlung klein zu halten. In den meisten Fällen wird das Gießpulver vor dem Gießen und der Kokillenabdeckung in kleinen Haufen gerüstet. Während des Gießens schiebt das Gießpersonal mittels geeigneter Werkzeuge je nach Bedarf Gießpulver auf den Badspiegel. Dabei muß ständig mindestens eine Person bei der Kokille anwesend sein, um das Zubringen von Gießpulver zu gewährleisten. Da das Pulver offen herumliegt, ergibt sich oft eine störende Staubentwicklung.

In einer weiteren Lösung wird vorgeschlagen, das Gießpulver in einem Behälter zu lagern. Am unteren Ende des Behälters ist eine Förderschnecke angeordnet, die das Gießpulver in einen Mischbehälter bringt. Mit Hilfe eines Gasstroms wird dasselbe über ein ortsfestes Rohr auf den Badspiegel geblasen. Um eine übermäßige Staubentwicklung zu verhindern, wird das Rohr an seinem Ende aufgeteilt und zu einem Verteiler erweitert. Die aufzubringende Gießpulvermenge wird im voraus festgelegt oder durch das Gießpersonal während des Gießens mit einem Handventil od. dgl. dem jeweiligen Bedarf angepaßt.

Bei beiden Lösungen ergibt sich eine höchst ungleichmäßige Verteilung des Gießpulvers auf dem gesamten Bereich des Badspiegels. Die Gleichmäßigkeit der Verteilung hängt weitgehend von der Zuverlässigkeit und Geschicklichkeit des Gießers ab, der für die Zubringung des Gießpulvers verantwortlich ist. Weitere Schwierigkeiten können sich bei einer ungeeigneten Zusammensetzung des GieSpulvers ergeben. Mangelhafte Verteilung von Gießpulver auf dem Badspiegel führt zu vermehrten Oberflächenfehlern, z. B. Längsund Querrisse oder stark ausgeprägte Oszillationsmarken.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die das Aufbringen von Gießpulver auf den Badspiegel in möglichst gleichmäßiger Verteilung gewährleisten. Dabei soll die Verteilung des Gießpulvers automatisch überwacht und gesteuert werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Verteilung des Gießpulvers auf der Fläche des Badspiegels mit Meßorganen gemessen und abhängig von diesen Messungen die Zufuhr von Gießpulver und dessen Verteilungen auf den Badspiegel gesteuert wird.

Bei Anwendung dieses Verfahrens isl die Anwesenheit einer Überwachungsperson für die Gießpulverzuführung nicht mehr notwendig. Die Verteilung des Gie^pulvers erfolgt mit der gewünschten Genauigkeit, so daß auch an Stellen mit erhöhtem Gießpulververbrauch kein Mangel auftritt. Dadurch treten weniger Oberflächenfehler am Strang auf. Wird das Verfahren bei einer Anlage mit automatischer Gießspiegelregelung angewendet, so kann der gesamte Gießvorgang automatisch ablaufen.

Bei Beginn eines Gießvorgangs wird das Gießpulver über einen oder mehrere Verteiler auf den Badspiegel aufgebracht. Die Zahl der Verteiler, aus denen Gießpulver zum Badspiegel zufließt, ist abhängig von der Dimension der Kokille sowie der gewünschten Gleichmäßigkeit der Verteilung. Da die Oberfläche der Gießpulverschicht eine geringere Temperatur aufweist als der Badspiegel des flüssigen Stahls in der Kokille, geht von dieser Oberfläche nur eine geringe Licht- und Wärmestrahlung aus. Wenn die Gießpulverschicht genügend dick und gleichmäßig über die ganze Oberfläche verteilt ist, ergibt sich das Bild einer gleichmäßigen dunklen Oberfläche. Wird die Schicht an irgendeiner Stelle zu dünn, tritt die flüssige Schlacke oder sogar das flüssige Metall an die Oberflächen. Werden nun im Bereich des Badspiegels, beispielsweise strahlenempfindliche Meßorgane angeordnet, so können damit die Abweichungen von der gewünschten oder ursprünglichen Oberfläche gemessen werden. Ausgehend von diesen Meßwerten wird die Zufuhr des Gießpulvers zum Badspiegel gesteuert, indem die Zuflußmenge verändert oder der Verteiler am Ende der Gießpulverzuführung aus seiner momentanen örtlichen Lage verschoben wird. Je nach Bedarf können diese beiden Vorgänge auch gleichzeitig stattfinden.

Im einfachsten Fall würde ein einziges Meßorgan genügen, um einen maßgebenden Teil des Badspiegels oder zumindest eine charakteristische Stelle zu überwachen. Bei größeren Kokillen ist es jedoch notwendig, die Fläche des Badspiegels in mehrere Meßfelder oder Meßbereiche aufzuteilen und jedem dieser Meßbereiche ein eigenes Meßorgan zuzuordnen. Alle gemessenen Werte werden dann einem Hauptregler zugeführt, der mehrere interne Regelkreise beinhaltet. Dieser Hauptregler entscheidet, ob die Behebung eines gemessenen Mangels an Gießpulver durch Verschieben eines oder mehrerer Verteiler, durch Verändern einer oder

mehrerer Zuflußmengen /u den Verteilern oder durch beide Vorgänge gemeinsam behoben werden sollen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß über dem Badspiegel mindestens zwei Meßorgane angeordnet und diese Meßorgane über Leitungen mit einer R.-glereinrichtung verbunden sind, diese Reglereinrichtung über weitere Leitungen mit Einrichtungen zur Veränderung der Lage der mit Verteilerrohren zusammenwirkenden Verteiler für das Gießpulver und Überleitungen mit Einrichtungen zur Veränderung der getördertrn Gießpulverrmngen verbunden ist.

Nach einer vorteilhaften Ausführung werden strahlenempfindliche Meßorgane verwendet.

Das Gießpulver wird in einem Vorratsbehälter gelagert. Von diesem Behälter gelangt es über ein Verteilerrohr zu einer Mengenreguliereinriehtung und von dieser über ein weiteres Rohr zum Verteiler, aus dem das Gießpulver auf den Badspiegel austritt. Dieser Verteiler ist mit Hilfe einer Einrichtung im Bereich der Badspiegelfläche ortsveränderlich. Zur Steuerung der Verteilerverschiebungen sind mindestens zwei strahlenempfindliche Meßorgane vorgesehen, die über eine Meßleitung mit einer Regeleinrichtung verbunden sind. Die Anzahl der Meßorgane ist von der Anzahl der auf dem Badspiegel vorgesehenen und zu überwachenden Meßfeldern abhängig. Abhängig von der Anzahl der Verteiler und der Meßorgane ist auch die Anzahl der internen Regelkreise im Regelgerät. Die Regeleinrichtung gibt Stellwerte für eine oder mehrere Mengenreguliereinrichtungen sowie für eine oder mehrere Positioniereinrichtungen für die Verteiler ab. In jedem Fall sind so viele strahlenempfindliche Meßorgane vorhanden wie Meßfelder auf der Fläche des Badspiegels bestimmt werden. Die Regeleinrichtung ist noch mit einem Steuergerät verbunden, mit dessen Hilfe Sollwerte für die Gießpulvermengen und die Bestimmung der Ausgangsposition der Verteiler sowie Ablaufprogramme für verschiedene Gießprogramme vorgegeben werden können.

Bei einer vereinfachten vorteilhaften Ausführung mit mehreren Austrittsstellen von Gießpulver auf den Badspiegel werden die Verteilerrohre in einer Sammelrinne zusammengefaßt, wodurch sie gemeinsam lageveränderlich werden Diese Ausführung benötigt einen kleineren Aufwand an Regeleinrichtungen.

Verfahren sowie Vorrichtung sind nicht nur für Gießpulver verwendbar, sondern auch andere Gießhilfsmittel in körniger oder plastischer Form können damit auf den Badspiegel aufgebracht werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der Beschreibung der Figuren eines Beispiels zu entnehmen. Dabei zeigt

F i g. 1 eine Gießhilfsmittelzuführung und den Badspiegelbereich einer Kokille,

F i g. 2 die Aufsicht auf den Schnitt 11-11 der F i g. 1 mit Gießhilfsmittelzuführungen sowie die schematische Regeleinrichtung und

F i g. 3 die Aufsicht auf eine Gießhilfsmittelzuführung mit zusammengefaßten Verteilkanälen und abgebogener oberer Abdeckung.

In F i g. 1 ist der obere Teil einer Kokille 1 dargestellt. In die Kokille 1 wird aus einem Zwischenbehälter 43 über eine nicht gezeichnete Eingießvorrichtung der Stahl 2 eingegossen, worauf sich in der Kokille 1 eine erstarrte Strangschale 3 bildet. Auf der Oberfläche, d. h. dem Badspiegel 4 des Stahls 2 in der Kokille 1, liegt eine Schicht Gießpulver 5. Das Gießpulver fällt aus einem Verteiler 23 auf den Badspiegel 4. Der Verteiler 23 ist mit einem Verteilrohr 7 verbunden, an dessen Ende sich eine Positioniereinrichtung 21 befindet. Mit Hilfe dieser Positioniereinrichtung 21 kann der Verteiler 23 und das Verteilerrohr 7 in einem bestimmten Be reich bewegt werden. Bei der Positioniereinrichtung 21 befindet sich auch eine Mengenreguliereinrichtung 25, mit deren Hilfe die Menge von Gießpulver im Verteilerrohr 7 bestimmt wird. Die Mengenreguliereinrichtung 25 ist über ein weiteres Verteilerrohr 8 mit einem Vorratsbehälter 6 für das Gießpulver verbunden. Dieser Vorratsbehälter 6 kann sich z. B. am Zwischenbehälterwagen 42 oder an einer anders gearteten Halterung für den Zwischenbehälter 43 befinden. Bei beschränkten Platzverhältnissen im Bereich des Zwischenbehälters 43 ist eine weiter entfernte Anordnung dieses Behälters 6 von der Kokille zu empfehlen. Über dem Badspiegel 4 sind Meßorgane 10 an einer Halterung 26 angebracht. Bei den Meßorganen 10 handelt es sich um strahlenempfindliche Meßglieder, die z. B. licht- oder wärmestrahlenempfindlich sind, jedem Meßorgan 10 ist ein bestimmtes Meßfeld aus der Fläche des Badspiegels 4 zugeordnet. 1st eine Badspiegelkontrolle mittels Ultraschall vorhanden, so kann diese auch für die Messung der Bedeckung des Badspiegels verwendet werden, und entsprechende Bauteile können die Meßorgane 10 bilden.

Weitere Details sind in der Aufsicht in F i g. 2 zu erkennen. Die von der Kokille 1 umgebene Fläche des Badspiegels 4 wird durch die Linien 30. 31, 32 und 33 in acht Meßfelder aufgeteilt, jedem dieser Meßfelder ist ein Meßorgan 10 zugeteilt. Im gezeigten Beispiel sind zwei Gießpulververteiler 22. 23 vorgesehen, wobei jeder dieser Verteiler für die Zufuhr von Gießpulver zu je vier Meßfeldern dimensioniert ist. Am Anfang eines Gießvorgangs befindet sich der Verteiler 22 im Schnittpunkt der Linien 30 und 31 und der Verteiler 23 im Schnittpunkt der Linien 30 und 33. Das flüssige Metall fließt durch eine Ausgußöffnung vom Zwischenbehälter 43 in die Kokille 1 und zwar im Schnittpunkt der Linien 30 und 32. Grundsätzlich hat jeder der Verteiler 22, 23 für die Bedeckung der halben Badspiegelfläche 4 mittels Gießpulver zu sorgen. Da die Hälfte der Badspiegelfläche 4 in vier Meßfelder aufgeteilt ist. sind jedem der Verteiler 22,23 je vier Meßorgane 10 zugeteilt, wobei jedes der Meßorgane 10 einen der vier Meßbereiche überwacht. Die Meßorgane 10 sind an der Halterung 26 befestigt, die während des Gießvorgangs ortsfest ist.

Die von den Meßorganen 10 festgestellten Ist-Werte der Bedeckung des Badspiegels 4 mit Gießpulver 5 werden über Leitungen 11, 12 einer Regeleinrichtung 13 zugeführt. Diese Regeleinrichtung 13 ist der Hauptteil eines Regelsystems, wie es die F i g. 2 schematisch zeigt. Die Regeleinrichtung 13 gibt Stellgrößen für die Positioniereinrichtung 20, 21, die Mengenregeleinrichtungen 24, 25 und die Hauptmengenregulierung 9 am Vorratsbehälter 6 ab. Dazu dienen Leitungen 14, 15,16, 17 und 27. Die Regeleinrichtung 13 ist über eine Verbindungsleitung 19 mit einem Steuergerät verbunden. Über dieses Steuergerät 18 werden alle Sollwerte sowie allfällige Ablaufprogramme für die Zugabe von Gießpulver während des Gießprozesses in die Regeleinrichtung 13 eingegeben. Dieses Gerät 18 übernimmt z. B. auch die Anfangspositionierung der Verteiler 22, 23 sowie den Befeehl für den Zeitpunkt des Beginns von Gießpulveraufgabe auf den Badspiegel 4 und kann dazu noch mit der automatischen Badspiegelregulie-

rung verbunden sein.

Die Arbeitsweise der Gießpulverzufuhr ist folgende, wobei nur der Verteiler 22 in Betracht gezogen wird. Ist die Abstrahlung einer der beiden von den Linien 30, 31 und 32 eingeschlossenen Fläche größer als die der verbleibenden anderen drei Flächen, so wird dies durch das für diese Fläche bestimmte Meßorgan festgestellt. Das abweichende Meßsignal wird über die Leitung Ii der Regeleinrichtung 13 zugeführt. Diese gibt über die Leitung 14 an die Positioniereinrichtung 20 Stellwerte ab, die dafür sorgen, daß der Verteiler 22 in das von den Linien 30,31 und 32 umschlossene Meßfeld hineingeschoben wird, wodurch diesem mehr Gießpulver als zuvor zugeführt wird. Wird auch im zweiten von den Linien 30, 31 und 32 umgebenen Meßfeld ein Mangel an Gießpulver festgestellt, so wird der Verteiler 22 entlang der Linie 30 in Richtung auf die Kokillenmitte hin bewegt. Wird jedoch in zwei diagonal gegenüberliegenden Feldern oder in allen vier Feldern ein Mangel an Gießpulver gemessen, so sorgt die Regeleinrichtung 13 dafür, daß der Verteiler 22 eine Position einnimmt, die von den Meßwerten der vier Meßorgane abhängig ist, und gibt über die Leitung 16 einen Stellwert für die Gießpulvermenge an die Mengenreguliereinrichtung 24 ab. Dadurch wird, abhängig von den Meßwerten, die Position des Verteilers 22 sowie die aus dem Verteiler 22 austretende Gießpulvermenge verändert. Der Verteiler 23 befolgt die gleiche Arbeitsweise für die andere Kokillenhälfte. Überschreitet die notwendige Änderung der Gießpulvermenge den Beeinflußbereich der Mengenreguliereinrichtungen 24 und 25, so gibt die Regeleinrichtung 13 über die Leitung 27 Stellwerte an die Fördereinrichtung 9 des Vorratsbehälters 6 ab. Dadurch kann verhindert werden, daß ein Mangel in der Gießpulverzuführung entsteht oder die Verteilerrohre 8 verstopfen.

Bei großen Querschnittsformaten des zu vergießenden Strangs können mehr als zwei Verteiler nötig sein. Dabei muß aber auch das Regelsystem, das die Regeleinrichtung 13 und alle anderen Regelgeräte enthält, erweitert werden. Im Gegensatz dazu kann es für kleinere Formate genügen, wenn nur ein Meßorgan 10 und ein Verteiler vorhanden ist. Wird nur ein Meßorgan 10 verwendet, so reduziert sich die Regulierung für die Gießpulverzuführung auf eine Mengenregulierung, denn ein Positionieren des Verteilers kann erst bei einer Einrichtung mit mindestens zwei Meßorganen 10 vorgenommen werden.

Bei der in F i g. 3 gezeigten Lösung werden vier Verteilerrohre T in einer Sammelrinne 35 zusammengefaßt. Zu jedem Verteilerteil T gehören ein Austrittskanal 36, eine Mengenreguliereinrichtung 38 sowie ein Fördervibrator 37. Die Sammelrinne 35 ist während des Betriebes mit einer nicht gezeichneten Abdeckung versehen, auf der auch mindestens zwei strahlenempfindliche Meßorgane zur Überwachung der Gießspulverzu-

bringung angeordnet sind. Das Gießpulver wird in einem Vorratsbehälter 6' gelagert, wobei dieser Vorratsbehälter 6' mit dem Zwischenbehälterwagen 42 verbunden ist. Am unteren Ende des Vorratsbehälter 6' befindet sich eine Dosiereinrichtung, an die sich ein Hauptverteilrohr 8' anschließt. Über dieses Rohr 8' wird das Gießpulver in die Sammelrinne 35 gefördert und von hier über die Verteilerrohre 7' und die Austrittskanäle 36 in die Kokille 1 eingebracht. Die Sammelrinne 35 ist über die Träger 40 am Zwischenbehälterwagen 42 befestigt. Die Befestigung der Träger 40 am Zwischenbehälterwagen 42 ist mit Verschiebeeinrichtungen ausgestattet, die Veränderungen der Lage der Rinne 35 während des Betriebs zulassen. Dadurch kann die Lage der Sammelrinne 35 bezüglich des

Badspiegels verändert werden, wodurch die Verteilung des Gießpulvers auf dem Badspiegel zusätzlich zur Menge gesteuert werden kann. Werden an die Genauigkeit der Verteilung von Gießpulver auf dem Badspiegel geringere Anforderungen gestellt, so erlaubt diese Lösung Einsparungen an mechanischen Teilen und Regelgeräten.

Es ist auch möglich, die Verteiler 22, 23 und die Verteilerrohre 7,8,35 sowie den Vorratsbehälter 6 an einer vom Zwischenbehälterwagen 42 getrennte Einrichtung

anzubringen. Auch die Vibratoren 37 können durch eine Förderschnecke od. dgl. ersetzt werden, wie aus der Fördertechnik bekannt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

na!eniansprüche:

1. Verfahren zum Aufbringen von Gießpulver auf den Badspiegel in einer Kokille beim Stranggießen »on Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung des Gießpulvers auf der Fläche des Badspiegeis mit Meßorganen gemessen und abhängig von diesen Messungen die Zufuhr von Gießpulver und dessen Verteilen auf den Badspiegel ge- ίο Steuert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ■ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Badspiegel (4) mindestens zwei Meßorgane (10) angeordnet und diese Meßorgane (10) über Lei-Hingen (11. 12) mit einer Regeleinrichtung (!3) verbunden sind, diese Regeleinrichtung (13) über Leitungen (14,15) mit Einrichtungen (20. 21) zur Veränderung der Lage der mit Verteilerrohren (7) zusammen wirkenden Verteiler (22, 23) für das Gießpulver *J and über Leitungen (16, 17) mit Einrichtungen (24, 15) zur Veränderung der geförderten Gießpulvermengen verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß strahlenempfindliche Meßorgane (10) eingebaut sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (13) über eine Verbindungsleitung (19) mit einem Steuergerät (18) zum Eingeben von Sollwerten in die Regeleinrichtung (13) verbunden ist.