DE2504986C3

DE2504986C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle und Vermeidung einer kritischen Verformung der Strangschale

Info

Publication number: DE2504986C3
Application number: DE19752504986
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr.-Ing. 4100 Duisburg; Dubendorff Joachim 4150 Krefeld Wünnenberg
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Filing date: 1975-02-04
Publication date: 1978-01-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kontrolle und Vermeidung einer kritischen Verformung der Schale von Stahlsträngen, wobei der Stahlstrang unterhalb der Stranggießkokille durch eine von Rollen gebildete Stützstrecke geführt, mit einer Kühlflüssigkeit direkt beaufschlagt und abgetastet wird und die hierbei gemessenen Werte zur Steuerung der Strangabsenkung und/oder der Kühlung benutzt werden sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Qualität von Stahlsträngen wird im wesentlichen auch durch die Innenbeschaffenheit bestimmt Hier do können Innenrisse Seigerungen bewirken, die zu Schwierigkeiten bei der Verarbeitung führen. Eine der Hauptursachen für diesen Fehler ist das Ausbauchen der Strangschale zwischen den Führungs- bzw. Siützrollen.

Das Ausmaß der Ausbauchung ist durch Anlagen- und Verfahrensparameter festgelegt. Die Auslegungskennwerte, wie Bauhöhe, Stützrollenabstand und Stützrollendurchmesser, liegen für eine Anlage fest.

Im Gegensatz dazu können Strangabsenkgeschwindigkeit und Strangkühlung in gewissen Grenzen verändert werden.

Aus der DT-OS 15 58 345 ist ein Verfahren zum Abfühlen und Messen von Beulen an Gießsträngen bekannt. Hierbei sind Fühler ober- und unterhalb des Stranges angeordnet, und zwar unmittelbar vor den letzten Transportrollen, also weit unterhalb des Führungsgerüstes in einem nicht abgestützten Bereich. Infolge der Anordnung der Fühler können im wesentlichen nur die Dicke bzw. Abweichungen von der normalen Dicke des Stranges — also Beulen auf der Strangoberfläche — angezeigt werden.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß Ausbauchungen im obigen Sinne die zu Innenfehlern führen, nicht festgestellt werden können, weil diese zu diesem spaten Zeitpunkt, wo die Erstarrung nahezu abgeschlossen ist, nicht mehr auftreten und andererseits weil — infolge der gleichzeitigen Messung an der Strangober- und -Unterseite — zum gleichen Zeitpunkt auftretende Erhebungen auf der einen Strangseite und Einbuchtungen an der anderen Strangseite, nicht angezeigt werden würden, weil die Dicke des Stranges unter Umständen gleich bleibt

Es ist ferner bekannt, daß Strangabsenkgeschwindigkeit und Sekundärkühiung durch die Messung von Oberflächentemperaturen des Stranges gesteuert werden können (US-PS 33 58 743). Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß auf diese Weise die Ausbauchung indirekt und damit ungenau ermittelt werden muß. Die Einflüsse unterschiedlicher Temperaturgradienten in der Strangschale und der Stoffwerte des vergossenen Stahles können nicht berücksichtigt werden. Es ist außerdem aus dieser Patentschrift bekannt, Maßabweichungen der Strangabmessung zu erfassen und danach den Gießprozeß zu steuern. Abweichungen des Stranges von der vorgegebenen Abmessung sind jedoch kein Kriterium für die Ausbauchung einer Strangschale.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Ausbauchungen zwischen den Führungsrollen festgestellt und damit rißfreie Stränge bei größtmöglicher Strangabsenkgeschwindigkeit erzeugt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß gleichzeitig die Lage der Strangschale zwischen zwei oder mehreren benachbarten, auf einer Strangseite liegenden Führungsrollen und die Lage der Führungsrollen gemessen und der daraus erhaltene Wert der effektiven Ausbauchung der Strangschale zur Steuerung der Strangabsenkgeschwindigkeit und/oder der Menge der Kühlflüssigkeit benutzt wird.

Bei Überschreitung eines vorgegebenen Sollwertes der Ausbauchung wird entweder die Strangabsenkgeschwindigkeit herabgesetzt und/oder die Menge der Kühlflüssigkeit erhöht. Es ist hierbei erfindungsgemäß darauf zu achten, daß der Sollwert der Ausbauchung in Abhängigkeit von der Verformung an der Erstarrungsfront, die je nach Stahlsorte zwischen 0,1 und 0,6% liegt gwählt wird.

Für das vorstehend beschriebene Verfahren wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch einen Meßwertgeber für die Strangschale und mindestens je einen Meßwertgeber für die benachbarten Stützrollen, einen Rechner zur Ermittlung des Wertes der Strangschalenausbauchung sowie Steuerelemente für die Einstellung der Kühlmittelzufuhr und/oder Regelung der Gießgeschwindigkeit.

Für den Fall daß die Anlage von Hand gefahren wird, kann an Stelle der Steuerelemente ein Anzeigegerät verwendet werden, das den Wert der Strangschalenausbauchung anzeigt Es besteht auch die Möglichkeit, daß lediglich mit drei Meßstellen gearbeitet wird, d. h. eine für die Strangschalenausbauchung und je eine für die benachbarten Rollen. Im vorliegenden Fall kann auf den Rechner verzichtet und mit einer Differenzschaltung gearbeitet werden. Der Meßwertgeber ist an einer wassergekühlten Platte angeordnet, die als Bezugsebene dient

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Wert der effektiven Strangausbauchung direkt gemessen. Zur Vermeidung der Überschreitung von Grenzwerten für die Strangschalenverformung an der Phasengrenze fest-flüssig wird an jeder Stelle der Anlage eine bestimmte zulässige Ausbauchung vorgegeben, die z. ß. auf Grund von Erfahrungswerten der Strangschalendicke und dem RollenabstanH entsprechend bestimmt ist Es ist daher mit Hilfe des Verfahrens möglich, die Ausbauchung derart nahe an den zulässigen Grenzwerten einzustellen, daß mit höchstmöglichen Strangoberflächentemperaturen und höchstmöglichen Gießgeschwindigkeiten gearbeitet werden kann. So kann beispielsweise bei einem Unterschreiten des vorgegebenen Sollwertes der Ausbauchung von mehr als 20% die Strangabsenkgeschwindigkeit erhöht oder die Menge der Kühlflüssigkeit verringert werden.

Hohe Oberflächentemperaturen und geringe Temperaturgradienten in der Strangschale sind zur Erzielung rißfreier Strangoberflächen erforderlich.

In den Zeichnungen ist eine mögliche Anordnung für eine erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Gesamtanordnung,

F i g. 2 einen Teil von F i g. 1 in vergrößertem Maßstab.

In diesen Zeichnungen ist in F i g. 1 der Meßgeber 1 derart an der Führungsebene des Stranges 6 angeordnet, daß sowohl die Ausbauchung 7 desselben als auch die Lage der Führungsrollen 8 und 8' gemessen werden kann. Die Meßwerte werden an einen Rechner 2 weitergeleitet auf dem Anzeigegerät 3 dargestellt an die Steuerelemente 4 gegeben und dort zur Steuerung der Kühlmittel in der Kühlkammer 5 bzw. der Strangabsenkgeschwindigkeit eingesetzt

In FI g. 2 ist die Situation einer Strangausbauchung 7 zwischen zwei Stützrollen 8 und 8' gezeigt wobei das Maß »a« die Meßgröße für die Steuerung des Verfahrens angibt. Die Meßgeber 1 sind an einer

ι ο wassergekühlten Platte 9 angeordnet

Im nachstehenden Beispiel ist die Anwendung des Verfahrens beschrieben. In der Führungsbahn für den Strang 6 ist am Ende der Kühlkammer 5 die Vorrichtung zum Messen der Strangausbauchung angeordnet Hierzu wird die Lageänderung An der Strangoberfiäche in der Mitte zwischen den Stützrollen 8 und 8' auf halber Brammenbreite senkrecht zur Strangachse und die der Rollen M\ und Mi an den Rollenmänteln der benachbarten Stützrollen 8 und 8' gemessen. Durch die Differenz der drei Meßwerte kann der Wert »a« für die Ausbauchung nach

α = M₃ -

ermittelt werden. Hierin ist

M₁

₂-

M\ = Meßwert für die Rolle 8,
Mi = Meßwert für die Rolle 8',
Mj — Meßwert für die Strangoberfiäche.

Der ermittelte Wert wird durch eine elektrische Differenzschaltung erfaßt Alle Meßarme haben eine wassergekühlte Platte als Bezugsebene. Wenn der Ausbauchwert den zulässigen Grenzwert überschreitet, wird die Spritzwassermenge so weit erhöht, daß der Grenzwert gerade unterschritten wird.

In einem bestimmten Bereich kann der Wert für die Ausbauchung entweder durch Erhöhung der Gießgeschwindigkeit vergrößert oder durch Verringerung der Gießgeschwindigkeit verkleinert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Vermeidung und Kontrolle einer kritischen Verformung der Schale von Stahlsträngen, wobei der Stahlstrang unterhalb der Stranggießkokille durch eine von Rollen gebildete Stützstrecke geführt, mit einer Kühlflüssigkeit direkt beaufschlagt und abgetastet wird und die hierbei gemessenen Werte zur Steuerung der Strangabsenkung und/oder der Kühlung benutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig die Lage der Strangschale zwischen zwei oder mehreren benachbarten, auf einer Strangseite liegenden Führungsrollen und die Lage der Führungsrollen gemessen und der daraus erhaltene Wert der effektiven Ausbauchung der Sirangschale zur Steuerung der Strangabstnkgeschwindigkeit und/oder der Menge der Kühlflüssigkeit benutzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreitung des vorgegebenen Sollwertes der Ausbauchung die Strangabsenkgeschwindigkeit derart herabgesetzt wird, daß der Sollwert unterschritten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreitung des vorgegebenen Sollwertes der Ausbauchung die Menge der Kühlflüssigkeit erhöht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert der Ausbauchung in Abhängigkeit von der Verformung an der Erstarrungsfront, die je nach Stahlsorte zwischen 0,1 und 0,6% liegt, gewählt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch Meßwertgeber (1) für die Strangschale und mindestens je einen Meßwertgeber (1) für die benachbarten Stützrollen (8 und 8'), einen Rechner (2) zur Ermittlung des Wertes »a« der Strangüchalenausbauchung (7) sowie Steuerelemente (4) für die Einstellung der Kühlmittelzufuhr und/oder Regelung der Gießgeschwindigkeit.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine wassergekühlte Platte (9), an der die Meßwertgeber (1) angeordnet sind.