DE2559511A1 - Stranggiessanlage mit elektromagnetischer ruehrvorrichtung - Google Patents

Description

Dr.-Ing. Wilhelm Beichel EpL-lng. Woligong ReißM

6 Frankfurt a M. 1
parksbaße 13

P 25 59 511.3-24 29. Oktober 1976

Nippon Steel Corp ' Re/Pi. - 8407

Stranggießanlage mit einer elektromagnetischen Rührvorrichtung (Ausscheidung aus Pat (Anra. P 25 28 024.4-24)

Die Erfindung betrifft Stranggießanlagen mit einer elektromagnetischen Rührvorrichtung und befaßt sich insbesondere mit Gegenmaßnahmen gegen verschiedene Störungen, die durch magnetische Fremdkörpermaterialien verursacht werden.

In einer Stranggießanlage zur Herstellung von Strangguß, z.B. aus Stahl, sind eine Anzahl von Rollen in der Bewegungsrichtung des Stranges angeordnet und die Abstände zwischen diesen Rollen sind sehr kurz. Außerdem muß eine große Anzahl von Kühl- oder Sprührohren in engem Abstand und zwischen den Rollen angeordnet sein.

Bei der Herstellung von Gießgut nach dem Stranggießverfahren treten häufig starke Abscheidungen oder Ausscheidungen auf und es kommt zur Bildung von Poren und prismatischen Kristallen in dem Strang. Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, ist vorgeschlagen worden, das in dem Strang vorhandene geschmolzene Metall elektromagnetisch innerhalb eines vorgegebenen Abstandes von der Kokille zu rühren. Zu diesem Zweck ist eine elektromagnetische Rührvorrichtung zwischen vorbestimmten Rollen vorgesehen.

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Wenn "bei einer Stranggießanlage der angegebenen Art ein Strang aus der Kokille gezogen wird, fallen Asbest, Abfälle des Anfahrbolzens und andere Fremdkörper oder Abfälle, die beim Kühlen des Stranges entstehen, nach unten und sammeln sich unter den Rollen in der Nähe der elektromagnetischen Rührvorrichtung an. Außerdem fällt Zunder von dem Strang nach unten, d.h. daß eine große Menge von Fremdkörpern sich unter den Rollen in der Nähe der elektromagnetischen Rührvorrichtung ■während des Stranggießverfahrens ansammelt. Dies ist eine der Schwierigkeiten des üblichen Stranggießverfahrens.

Wenn sich daher derartige Fremdkörper zwischen den Rollen ansammeln, ist es notwendig, den Betrieb der Gießanlage zu unterbrechen, so daß eine Bedienungsperson sich in den engen Raum zwischen den Rollen hineinbegeben kann, um die Fremdkörper zu entfernen. Bei einer solchen Anlage herrschen jedoch im allgemeinen Bedingungen, die für die Sicherheit der beschäftigten Personen als ungünstig und gefährlich angesehen werden müssen. Außerdem ist die Temperatur in dem Raum der Stranggießanlage sehr hoch und die elektromagnetische Rührvorrichtung mit ihren elektrischen Leitungen befindet sich in der Nähe der Rollen, so daß die Gefahr besteht, daß es beim Entfernen der Fremdkörper zu elektrischen Überschlägen kommen kann. Es ist daher unmöglich, die Fremdkörper schnell und gefahrlos zu entfernen. Dies bedeutet aber einen Zeitverlust bei dem Betrieb der Stranggießanlage.

Wenn es sich bei den Fremdkörpern um magnetische Substanzen handelt, rufen diese magnetischen Bestandteile in dem Magnetfeld der elektromagnetischen Rührvorrichtung Schwingungskräfte hervor, deren Frequenz doppelt so hoch ist wie die Netzfrequenz des Rührwerkes. Diese Schwingkräfte sind wesentlich größer als die Kräfte, die zur induktiven Bewegung des geschmolzenen Metalls in dem Strang beitragen und können zur Zerstörung der Rollen führen. Dadurch wird die Hülle des Stranges

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beschädigt und es kann sogar zu einem Bruch des Stranges kommen.

Bei den Stranggießanlagen gibt es eine Anzahl von Gefahren, die durch magnetische Stoffe beim Betrieb hervorgerufen werden können. Kurz gesagt können Gefahren in den folgenden drei Fällen auftreten:

1. Bei der Verwendung von Anfahrbolzen, die magnetische Materialien enthalten und beim Beginn des Gießvorgangs verwendet werden.

2. Bei einer Verringerung der Ziehgeschwindigkeit, während Stahl in die Kokille gegossen wird oder wenn der Stahlgießvorgang vorübergehend unterbrochen wird, wodurch die Oberflächentemperatur des Stranges in der elektromagnetischen Rührvorrichtung unter den Curiepunkt absinkt.

3. Wenn der Zunder eines Stahlmaterials auf die elektromagnetische Rührvorrichtung herabfällt, während das Material in die Kokille gegossen wird oder wenn Magnetische Metalle infolge von Undichtigkeiten auf die Rührvorrichtung fallen.

Im ersten Fall werden die o.g. Schwingungen auftreten. Die Fälle 2 und 3 sind beim Gießvorgang abnormale Erscheinungen und in diesen Fällen werden die Schwingungen nicht inner induziert. Es besteht jedoch die Gefahr, daß magnetische Bestandteile sich der elektromagnetischen Rührvorrichtung nähern. Es müssen daher in allen Fällen 1 bis 3 Gegenmaßnahmen getroffen werden, damit keine Schwingungen infolge der magnetischen Materialien auftreten.

Im Fall 1 kann die Bedienungsperson die Bewegung des Anfahrbolzens beobachten und die elektromagnetische Rührvorrichtung

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abschalten, bevor der Bolzen die Vorrichtung erreicht und die Rührvorrichtung später wieder einschalten, wenn der Anfahrbolzen sich aus dem Magnetfeld herausbewegt hat. Im Fall 2 kann die Bedienungsperson feststellen, daß die Ziehgeschwindigkeit erheblich vermindert worden ist, oder daß der Gießvorgang unterbrochen worden ist und kann daher die Betätigung der Rührvorrichtung in derselben Weise wie im Fall 1 steuern. Auch im Fall 3 kann der Betrieb der Rührvorrichtung durch die Bedienungsperson gesteuert werden, wenn diese feststellt, daß Schwingungen auftreten. Das Ein- und Ausschalten der elektromagnetischen Rührvorrichtung ist jedoch für die Durchführung des Verfahrens hinderlich. Es stellt eine Behinderung des einwandfreien und glatten Betriebes der Stranggießanlage dar, die sich durch hohe Arbeitsgeschwindigkeit und großen Ausstoß auszeichnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stranggießanlage zu schaffen, die frei von den genannten Schwierigkeiten und Nachteilen ist.

Die zu lösende Aufgabe besteht insbesondere darin, festzustellen, ob sich magnetische Materialien der elektromagnetischen Rührvorrichtung nähern, damit verhindert wird, daß der Strang durch die magnetischen Materialien in Schwingung versetzt wird.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen und in der Beschreibung im einzelnen angegebenen Mittel gelöst.

Gemäß der Erfindung ist die Stranggießanlage mit einer Fühlvorrichtung zur Feststellung der magnetischen Materialien, z.B. einem Annäherungsschalter ausgerüstet, der mindestens an der Eingangsseite der elektromagnetischen Rührvorrichtung angeordnet ist, so daß die Fühlvorrichtung magnetische Materialien entdeckt, die sich der elektromagnetischen Rührvorrichtung nähern, um den Betrieb dieser elektromagnetischen Rührvor-.

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richtung zu steuern.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt:

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die teilweise als Blockschaltbild ausgeführt ist und eine Ausführungsform gemäß der Erfindung darstellt;

Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung, wie Fig. 1 von einem anderen Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung;

Fig. 3 ist eine Ansicht in vergrößertem Maßstab von einem Teil der Fig. 1 und zwar von der Stelle, an der die elektromagnetische Rührvorrichtung vorgesehen ist.

In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem aus einer Kokille 1 ein Strang 3 gezogen wird, wobei Rollen 2 auf beiden Seiten der Bahn des Stranges vorgesehen sind und eine elektromagnetische Rührvorrichtung 4 an einer geeigneten Stelle der Bahn liegt, die mit einer Steuervorrichtung 20 zusammenarbeitet. Diese Steuervorrichtung 20 enthält Fühlvorrichtungen 7 und 8 für die magnetischen Materialien, z.B. in Form von Annäherungsschaltern, die an der Eingangs- und Ausgangsseite der elektromagnetischen Rührvorrichtung angeordnet sind, einen Befehlssignalgeber 6 zur Erzeugung von Befehlssignalen ir. Abhängigkeit von der Betätigung der Annäherungsschalter 7 und 8 und eine elektrische Stromanschlußsteuervorrichtung 5, die die Zuführung des elektrischen Stroms zu der elektromagnetischen Rührvorrichtung 4 steuert, indem sie Befehlssignale von dem Befehlssignalgeber 6 erhält.

Ein Teil der Fig. 1, der die elektromagnetische Rührvorrichtung 4 enthält, ist in Fig. 3 in größerem Maßstab dargestellt. Die

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elektromagnetische Rührvorrichtung 4 ist in dem gekrümmten Teil der Bahn des Stranges angeordnet, wobei sich dieser Teil in einer Entfernung von etwa 3 bis 8 m von der Kokille 1 in der Fortbewegungsrichtung des Stranges befindet und kleine Rollen 13 sind vor und hinter der elektromagnetischen Rührvorrichtung 4 angeordnet. Die kleine Rolle 13 hat einen Durchmesser, der kleiner ist als der der oben erwähnten Rolle 2 und ist auf einem Rahmen 12 aus ⁿI"-förmigen Stahlmaterial hergestellt.

Auf den beiden Seiten oder auch nur auf einer Seite des Stranges und zwischen den Rollen 2 und 13 sind Rinnen 9 zur Aufnahme der Fremdkörper angeordnet, die aus Platten eines nichtmagnetischen Materials, z.B. rostfreien Stahlplatten bestehen, deren Querschnitt bogenförmig verläuft, und die oben erwähnte Reinigungsdüse 10 ist mit ihrem, die Düse verlassenden Strahl auf die Fremdkörper (z.B. Asbest, Zunder oder andere beim Abkühlen des Stranges entstehende Abfallstoffe) gerichtet, die in die Rinne fallen.

Die Rinne 9 kann so abgeändert werden, daß sie den Raum zwischen den beiden Walzen 2 und 13 voll ausfüllt und die aus den Düsen 11 austretenden Strahlen werden auf entsprechende Punkte der Rinne 9 gerichtet. Die Düse 11 und die Rinne 9 können unabhängig voneinander angeordnet sein.

Die Magnetpole der elektromagnetischen Rührvorrichtung 4 sind an ihren Enden abgeschrägt und so dicht an dem Strang angeordnet, daß Energieverluste der elektromagnetischen Rührvorrichtung möglichst klein sind.

Die kleinen Rollen 13 sind auf beiden Seiten der elektromagnetischen Rührvorrichtung 4 in solcher Weise angeordnet, daß die Abstände zwischen den Stützpunkten des Stranges so kurz wie möglich werden. Auf diese Weise kann das Auftreten von Störungen und die Bildung von Stauungen oder Sprüngen und

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Rissen verhindert werden.

Die bisher beschriebenen Einrichtungen dienen zur Entfernung von Fremdkörpern, Dabei können aber magnetische Materialien, wie z.B. Zunder oder abgeriebene Metallteile oder geschmolzenes Metall infolge von Undichtigkeiten sich der elektromagnetischen Rührvorrichtung 4 nähern. In diesem Fall entdeckt der Annäherungsschalter 7 auf der Eingangsseite der Rührvorrichtung 4 die magnetischen Substanzen, die sich der Rührvorrichtung nähern und der Befehlssignalgeber 6, der mit dem Annäherungsschalter 7 verbunden ist, liefert ein Befehlssignal an die Steuervorrichtung 5 für den Stromanschluß, so daß die Vorrichtung 5 die elektromagnetische Rührvorrichtung 4 abschaltet und dadurch Schwierigkeiten und Gefahren verhindert, die sich durch Vibriationen der magnetischen Materialien ergeben. Wenn eine Zeit verstrichen ist, die sich nach der folgenden Gleichung berechnen läßt, nachdem die magnetischen Materialien sich aus dem Wirkungsbereich des Annäherungs schalters 7 entfernt haben, werden sowohl der Annäherungsschalter 7 als auch der Annäherungsschalter 8 an der Ausgangsseite der Rührvorrichtung keine magnetischen Materialien mehr feststellen und der Befehlssignalgeber 6 liefert dann ein Befehlssignal an die Steuervorrichtung 5, um die elektromagnetische Rührvorrichtung wieder in Betrieb zu setzen.

In der Gleichung t = L/V ist L der Abstand in Metern zwischen den Annäherungsschaltern 7 und 8, V ist die Ziehgeschwindigkeit in m/sec. des Stranges oder eines magnetischen Materials und t ist die Zeit, die erforderlich ist, damit dieses magnetische Material sich von dem Annäherungsschalter 7 zum Annäherungsschalter 8 bewegt.

Die Annäherungsschalter 7 und 8 arbeiten in d erselben Weise, wie dies eben beschrieben wurde, wenn ein Anfahrbolzen an den Schaltern bei Beginn des Gießens vorbeiläuft und auch wenn eine

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Verringerung der Ziehgeschwindigkeit des Stranges bewirkt, daß die Oberflächentemperatur niedriger als die Curietemperatur wird, wodurch ein Teil des Stranges magnetisch wird. Auf diese Weise können die Schwierigkeiten, die sich durch Vibrationen des Anfahrbolzens oder des Stranges ergeben würden, verhindert werden.

Kleine magnetische Materialien in dem Strang können durch Verwendung von Annäherungsschaltern festgestellt werden, deren Wicklungen um den Strang herumgeführt sind oder durch die Anordnung von mehreren Annäherungsschaltern entlang der Bahn des Stranges.

Bei der oben beschriebenen Stranggieß anlage wird ein Anfahrbolzen nur benutzt, wenn der Gießprozeß begonnen wird. In diesem Fall kann das Ein- und Ausschalten der elektromagnetischen Rührvorrichtung durch eine Bedienungsperson überwacht werden, welche die Bewegung des Anfahrbolzens verfolgt. Wenn man daher die Schwierigkeiten vermeiden will, die in den oben beschriebenen Fällen 2 und 3 auftreten oder die außerhalb des Beginns des Gießprozesses auftreten, dann wird ein Annäherungsschalter 8 an der Ausgangsseite der elektromagnetischen Rührvorrichtung 4 entfallen können, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

In diesem Fall ist der Befehlssignalgeber 6 so ausgebildet, daß, wenn eine Zeit verstrichen ist, die z.B. dem Verhältnis der Länge der Rührvorrichtung 4 geteilt durch die Ziehgeschwindigkeit des Stranges entspricht, nachdem der Annäherungsschalter 7 die Rührvorrichtung in Abhängigkeit von dem sich nähernden magnetischen Material abgeschaltet worden ist und dieses magnetische Material sich außerhalb des Bereichs des Annäherung s s ehalt er s befindet, von dem Befehlssignalgeber ein Signal abgegeben wird, welches die Rührvorrichtung über die StromanschlußSteuervorrichtung einschaltet.

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Wenn sich ein magnetischer Fremdkörper der elektromagnetischen Rührvorrichtung nähert, obwohl die Fremdkörper mit Hilfe der Reinigungsdüsen entfernt worden sind, wird dieses magnetische Material aufgespürt, so daß die Rührvorrichtung abgeschaltet werden kann, um Schwierigkeiten zu vermeiden, die sich durch Vibrationen dieser Fremdkörper ergeben. Diese Maßnahme ist auch wirksam, wenn ein Anfahrbolzen bei Beginn des Gießprozesses verwendet wird und durch die elektromagnetische Rührvorrichtung hindurchläuft.

Die Stranggießanlage gemäß der Erfindung hat daher eine Reihe von Vorteilen gegenüber den gebräuchlichen Anordnungen und ist doch einfach im Aufbau und wirtschaftlich im Betrieb. Die Bestandteile, wie die Rinnen zur Aufnahme der Fremdkörper, die Reinigungsdüsen, die Annäherungsschalter, der Befehlssignalgeber und die Stromanschlußsteuervorrichtung können in üblichen Anlagen nachträglich ohne weiteres eingebaut werden.

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Claims (6)

84o7 40 Patentansprüche

1. Stranggießanlage mit einer elektromagnetischen Rührvorrichtung,

dadurch gekennzeichnet, daß eine elektromagnetische Steuervorrichtung (20) vorgesehen ist, die bei der Annäherung eines magnetischen Materials an die elektromagnetische Rührvorrichtung (4) anspricht und den Betrieb der elektromagnetischen Rührvorrichtung steuert.

2. Stranggießanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Steuervorrichtung (20) eine Fühlvorrichtung (7) an der Eingangsseite der elektromagnetischen Rührvorrichtung (4) aufweist, die ein magnetisches Material feststellt, welches sich der elektromagnetischen Rührvorrichtung nähert und diese abschaltet·

3. Stranggießanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (20) einen Befehlssignalgeber (6) enthält, der ein Befehlssignal abgibt,wenn die Fühlvorrichtung (7) ein magnetisches Material feststellt,und daß eine Steuervorrichtung (5) für den Stromanschluß die Stromzufuhr für die elektromagnetische Rührvorrichtung (4) steuert, wenn sie das Befehlssignal von dem Befehlssignalgeber erhält.

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4. Stranggießen!age nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (20) eine zweite Fühlvorrichtung (8) enthält, die an der Ausgangsseite der elektromagnetischen Rührvorrichtung (4) angeordnet ist und ein magnetisches Material feststellt, so daß die Rührvorrichtung wieder eingeschaltet wird, wenn nach dem Abschalten derselben durch die erste FHhI-vorrichtung (7) sowohl die erste als auch die zweite Fühlvorrichtung kein magnetisches Material mehr feststellen.

5. Stranggießanlage nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Befehlssignalgeber (6), der ein erstes Befehlssignal abgibt, wenn die erste Fühlvorrichtung (7) ein magnetisches Material feststellt, welches sich der elektromagnetischen Rührvorrichtung nähert, ein zweites Befehlssignal abgibt, wenn sowohl die erste als auch die zweite Fühlvorrichtung (7 und 8) kein magnetisches Material mehr feststellen,und daß die Steuervorrichtung (5) für den Stromanschluß die elektromagnetische Rührvorrichtung abschaltet, wenn sie das erste Befehlssignal von dem Befehlssignalgeber (6) erhält und die elektromagnetische Rührvorrichtung (4) wieder einschaltet, wenn sie das zweite Befehlssignal erhält.

6. Stranggießanlage nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Fühlvorrichtung als Annäherungsschalter ausgebildet sind.

7· Stranggießanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Material ein Anfahrbolzen ist.

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Re/Zg