DE2617263A1

DE2617263A1 - Verfahren und anlage zum vollkontinuierlichen vergiessen von stahl in stranggiessanlagen

Info

Publication number: DE2617263A1
Application number: DE19762617263
Authority: DE
Inventors: Gert Dr Ing Kaeding; Hans Schrewe
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1976-04-15
Filing date: 1976-04-15
Publication date: 1977-10-20
Also published as: CA1077233A; JPS52126620A; ATA114577A; GB1581069A; IT1077791B; FR2347998A1

Description

Patsntnvialte

O!pl.-lng.V/.Hfi:sncr ]" 5« APR. 1976

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? BeUn 33' P^Id), Herbertstraße « FaIl-Nr. 11599

Verfahren und Anlage zum vollkontinuierlichen Vergießen von Stahl in Stranggießanlagen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vollkontinuierlichen - über den Sequenzguß hinausgehenden - Gießen von Stahl in Stranggießanlagen.

Es ist bekannt, daß bei kleinem Strang quer schnitt die Gießleistung einer Gießader klein ist. Sie kann bis max. 500 kg/min betragen. Andererseits ist - wegen der Temperaturabnahme des Stahles in der Gießpfanne - die Gießzeit für den Pfanneninhalt begrenzt. Sollen größere Schmelzgewichte zu kleinen Strangabmessungen vergossen werden, dann ist dazu zwangsläufig eine größere Anzahl von Gießadern erforderlich. Die Anzahl der Gießadern kann nicht beliebig vergrößert werden, weil mit Zunahme der Zahl der Gießadern die Entfernung zwischen Eingießort und der am weitesten außen angeordneten Kokille und damit die Temperaturdifferenz die zulässigen Werte übersteigt. Für eine Stranggießanlage mit der größtmöglichen Anzahl von Gießadern gibt es also eine maximale Schmelzengröße, die bei kleinen Strangquerschnitten heute noch unterhalb der Größe der in Blasstahlwerken möglichen Schmelzeinheiten liegt.

Zur Erhöhung des Nutzungsgrades der Stranggießanlage durch Sequenzguß ist eine enge taktmäßige Verknüpfung zwischen Stahlwerk und Stranggießanlage notwendig. Dabei führen Unterbrechungen und Störungen im Stranggießbetrieb zu Rückwirkungen im Stahlwerk.

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Eine durch das Schmelzengewicht bedingte Ausschöpfung der größtmöglichen Zahl von Gießadern kann weiterhin bedeuten, daß die damit geschaffene Stranggießkapazität größer ist als der Halbzeugbedarf, der zur Errichtung einer Knüppelstranggießanlage führt. Dies ist wieder gleichbedeutend mit einer V^nrhT echt·«rung ^r1^ Ausnufczuns^p-rad-r..

Darüber hinaus fallen zwischen zwei Schmelzen oder - bei Anwendung des Sequenzgusses - zwischen zwei Sequenzen durch Leerfahren der Stranggießanlage und/oder Auswechseln der verschlissenen Zwischengefäße zusätzliche Arbeiten an, die zu Produktionsunterbrechungen führen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anlage zu schaffen, die es ermöglichen, große, in vom Gießtakt unabhängigen Zeitabständen anfallende Stahlschmelzen unter Benutzung möglichst weniger nur von der erforderlichen Kapazität nachgeschalteter Verarbeitungsstufen abhängiger Gießadern vollkontinuierlich zu vergießen, wobei der Gießprozeß insgesamt über mehrere Schmelzen hin, auch bei Störungen, Reparaturen und Verschleiß der Gießköpfe an einzelnen Gießadern aufrechterhalten

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Ansprüchen»

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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Abstimmung zwischen der Stahlerzeugung und der in einem heizbaren Zwischengefäß als Vorratshaltung befindlichen Schmelze, da einerseits eine erheblich verbesserte Ausnutzung der Gießzeit der Pfanne (Sequenzguß) und andererseits durch die Erwärmung über die Gesamtlänge des Zwischengefäßes eine gleichmäßige Temperatur an jeder Entnahmestelle erzielt wird. Weiterhin ist

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vorgesehen, daß vorzugsweise mit Hilfe der elektromagnetischen Förderrinnen einzelne Stränge so lange abgeschaltet werden können, bis die auf ein Schnellwechseln ausgelegten Gießköpfe, die erfahrungsgemäß zuerst abnutzen, ausgewechselt sind. Der in der Kokille nur kurzzeitig angehaltene Strang dient zum erneuten Anfahren dieses Stranges.

Das Temperaturgefälle zwischen Eingießort und dem am weitesten entfernten Ausguß bei der Verteilerrinnentechnik wird über die Beheizung der Rinne aufgehoben. Die Vorratshaltung in diesem heizbaren Zwischengefäß trägt außerdem zur Verlängerung der durch den Temperaturverlust der Pfanne bedingten zulässigen Gießzeit bei und korrigiert Taktzeitdifferenzen zwischen Stahlwerk und Stranggießanlage. Das Speichervermögen dieses Zwischengefäßes bewirkt bei verzögerter Anlieferung der Schmelze eine Verkürzung der Pfannengießzeit gegenüber der Anlagengießzeit. Bei Ausschöpfung der maximalen Pfannengießzeit bedeutet dies die Verlängerung der möglichen Gießzeit der Schmelze.

Der Einsatz elektromagnetischer Förderrinnen ersetzt Stopfenführung und Stopfen und ermöglicht es, die Stahlzuführung zur Kokille so zu unterbrechen, daß der Verschleißteil "Gießkopf" während des Betriebes gewechselt werden kann. Zu- und abschaltbare Förderrinnen entkoppeln die Stränge voneinander, so daß ein Strang stillgesetzt und wieder angefahren werden kann, ohne den Gießvorgang an den anderen Strängen zu beeinflussen. Der Personalbedarf wird durch das erfindungsgemäße Verfahren herabgesetzt, da eine Stopfenregelung an den Verteilerrinnen, die ein nahezu gleichzeitiges Angießen aller Stränge notwendig macht, wenn ein Einfrieren der Stopfen vermieden werden soll, entfällt.

Die Förderrinne ermöglicht bekannterwei.se während des Transportes eine Trennung von Schlacke und Stahl und führt wegen des fehlenden ferrostatischen Druckes über dem Ausguß zu geringer Eindringtiefe des Gieß-Strahles in den Strang. Störungen an der Förderrinne unterbrechen automa-

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tisch die Stahlzuführung zu den Kokillen, wodurch Folgestörungen von Stopfenläufern der Verteilerrinne entfallen.

Der an der Förderrinne schnell lösbar befestigte Gießkopf kann ohne Rücksicht auf Schmelzende oder Sequenzende bei einem beliebigen Verschleißgrad kontrolliert und gewechselt werden. Hierzu, wie auch für das Herrichten von Verteilerrinnen, ist ein geringer Personalaufwand erforderlich.

Die Menge der Schmelze im heizbaren Zwischengefäß, das ebenso wie die Förderrinne abgedeckt ist, läßt ein Aufsteigen der nicht metallischen Einschlüsse zu, so daß die Strangqualität erhöht wird. Eine weitere Veränderung der Strangqualität wird durch eine entsprechende metallurgische Behandlung des zwischengespeicherten Anteiles des flüssigen Stahles z. B. Legieren, Entschwefeln usw. erzielt, wobei diese Behandlung in Abhängigkeit von der Durchlaufmenge erfolgt. Durch den Abschluß von Zwischen- und Förderrinne gegen die Umgebung mittels Deckel und Inertgasen wird eine Reoxydierung der Schmelze verhindert.

Es ist auch eine Ausführungsform für eine erfindungsgemäße Anlage denkbar, bei der die Zufuhr des Stahls vom beheizbaren Zwischengefäß zu den Kokillen der Gießadern infolge der Schwerkraft und des ferrostatischen Druckes im Zwischengefäß erfolgt. Dabei wird der Stahl undosiert durch wechselbar mit dem Boden des Zwischengefäßes verbundene feuerfeste Rohre oder Kanäle geleitet, die an ihrer Auslaufseite durch einen Schieberverschluß abgesperrt werden können und mit den Anschlußvorrichtungen für einen Schnellwechselgießkopf ausgerüstet sind. Die Bestückung des Schnellwechselgießkopfes mit einer Dosiervorrichtung, .wie z. B. einem Stopf enb er Schluß, ermöglicht es dann, die der Kokille zugeführte Stahlmenge unabhängig vom im System wirkenden ferrostatischen Druck zu regeln. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch für eine Einstranganlage vorteilhaft eingesetzt werden.

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In den beigefügten Zeichnungen ist eine mögliche Ausführungsforin für eine erfindungsgemäße Mehrstranganlage schematisch dargestellt.

Es zeigen:

Figur 1 eine Anlage in Seitenansicht im Schnitt, Figur 2 eine Draufsicht auf Figur 1

Figur 3 einen an einer Förderrinne angeordneten Schnellwechselgießkopf in vergrößertem Maßstab,

Figur 4 eine mechanische Absperrung der Schmelze.

Die in Figur 1 dargestellte Mehrstranganlage besitzt ein mit Induktoren 2 versehenes Zwischengefäß 1 mit Abschlußdeckel 3; eine elektromagnetische Förderrinne 4 mit Abdeckung 5. Jede Rinne 4 ist mit einem lösbar daran angeordneten Schnellwechsel-Gießkopf 6 versehen. Die einzeln regelbaren Induktoren sind lösbar mit dem Zwischengefäß 1 verbunden und unregelmäßig am Zwischengefäß 1 verteilt angeordnet.

In Figur 2 ist eine Anordnung mit sechs Strängen dargestellt, aus der erkennbar ist, daß durch die Anordnung der Induktoren 2 eine gleichmäßige Erwärmung der durch einen Syphon 10 in das Zwischengefäß 1 eingeleiteten Schmelze ermöglicht wird. Die Förderrinnen 4 werden ebenfalls lösbar mit dem Zwischengefäß 1 verbunden.

Der in Figur 3 dargestellte Schnellwechsel-Gießkopf 6 besitzt eine Gleitführung 7 mit Abdichtung 8, die außerhalb des Kokillenbereiches liegend ein schnelles Auswechseln des Gießkopfes 6 zuläßt. Gleitführung 7 und Abdichtung 8 können sowohl horizontal als auch vertikal angeordnet sein. Der Schnellwechsel-Gießkopf 6 besteht aus einem.rinnenförmigen Körper Λ, der an seiner Zulaufs eite eine Befestigungsvorrichtung \Q und am Auslaufende eine Öffnung I^ für den Ausguß !^,besitzt. Er ist ferner mit

* als Teil

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einem Deckel La, der mit einer der Ausgußöffnungq.4, gegenüberliegenden verschließbaren Arbeitsöffnung 10-versehen.ist, ausgestattet.

In der in Figur 4 dargestellten mechanischen Absperrung der Schmelze wird ein an sich bekannter Schieberkörper lJT verwendet, um die Schmelze beim Auswechseln des Schnellwechsel-Gießkopfes 6 abzusperren.

Die Arbeitsweise ist also folgende:

Der Stahl fließt aus der Gießpfanne durch einen außen angebrachten wechselbaren Syphoneinguß in ein beheizbares Zwischengefäß und von dort nach einer metallurgischen und/oder Wärmebehandlung über elektromagnetische Förderrinnen jedem wechselbaren Gießkopf gesondert zu.

In bevorzugter Ausführung ist das beheizbare Zwischengefäß ein Induktionsrinnenofen in gestreckter Form, der parallel zu einer Reihe von Kokillen steht und der solcherart mit voneinander unabhängig regelbaren Rinneninduktoren versehen ist, daß die durchfließend zwischengespeicherte Stahlmenge auf eine über die gesamte Ofenlänge gleiche Temperatur angehoben werden kann. Damit ist sichergestellt, daß die Stahltemperatur an allen Gießadern gleich ist und die, auf der Temperaturdifferenz zwischen Eingießort und der am weitesten entfernten Kokille beruhende, Beschränkung der Zahl der Gießadern aufgehoben ist.

Eine Arbeite öffnung im Gießkopf deckel ermöglicht eine Kontrolle des Ausgusses, so daß dessen Verschleißzustand überwacht werden kann. Um den Wechsel dieses Verschleißteils durchführen zu können, wird die Stahlzufuhr zu dieser Gießader z. B. mittels der elektromagnetischen Förderrinne unterbrochen und der Schnellwechselgießkopf, dessen Verbindungsstelle mit der Förderrinne vorzugsweise außerhalb des Kokillenbereiches liegt, gegen einen vorbereiteten Gießkopf ausgetauscht. Dazu wird der Gießkopf, wenn er mit einem Tauchausguß ausgerüstet ist, nach Betätigung einer Schnelllösevorrichtung z. B. mit Hilfe eines Hebezeuges nach oben aus

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den Zentrierführungen herausgehoben und ein neu zugestellter von oben in die Zentrierführung eingesetzt, während bei Verwendung von z. B. nicht eintauchenden Ausgüssen der Wechsel auch von der Seite oder von vorn mittels geeigneter Hebezeuge, wie z. B. entsprechend ausgerüsteter Hubstapler, durchgeführt werden kann.

Dieser Wechsel wird vorzugsweise gesondert je Strang so durchgeführt, daß entweder unmittelbar nach dem Wechsel weitergegossen werden kann oder daß nach dem Entfernen des verschlissenen Gießkopfes die Gießader leergefahren und neu zugestellt wird, bevor mit einem anderen Gießkopf das Stranggießen wieder aufgenommen wird. Unabhängig von diesen Maßnahmen kann der Gießprozeß an den anderen Gießadern weitergeführt werden. Damit ist es möglich, durch einen vorbeugenden und turnusmäßig erfolgenden Wechsel des einem besonderen Verschleiß unterliegenden Ausgußbereiches anstelle des Sequenzgießens das vollkontinuierliche Gießen und Behandeln von Stahl zu setzen. Auch ist die Reparatur der gesamten, stillgesetzten Gießader denkbar. Im Gegensatz hierzu wird bei bisher üblichen Anlagen der Ausfall eines oder mehrerer Stränge zur bleibenden Verminderung der Anlagenleistung und zwangsläufig zum vorzeitigen Beenden der Sequenz führen.

Zur Behandlung des den Zwischenspeicher durchströmenden Stahls wird die mit den zur Beheizung verwendeten Rinneninduktoren erzeugte Wärmebewegung ausgenutzt, die eine schnelle Homogenisierung der Analyse und Temperatur unterstützt. Die einzeln zu jeder Gießader dosiert erfolgende Stahlzufuhr erlaubt darüber hinaus eine besondere metallurgische Behandlung je Strang.

Wie aus der vorstehend dargelegten Arbeitsweise erkennbar, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, den Anwendungsbereich für das Stranggießen, der heute durch Schmelzengröße und Strangquerschnitt eingeschränkt wird, zu erweitern.

109842/0573 - ^PatentansP^rüche "

I Ti .

Leerseite

Claims

Patentansprüche; ? R 1 7 2 ß 3

11.jVerfahren zum vollkontinuierlichen Vergießen von Stahl im Stranggießverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß d?r flüssige Stahl bei der Zwischenspeicherung beheizt und in jjfieA!strömen, die einzeln regel- und/o^er abspsrrbar sind, aus der Zwischenspeicherung entnommen wird,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr xiährend der Zwischenspeicherung induktiv erfolgt und in Abhängigkeit von der Entfernung von der Eingießstelle des Gießgutes derart geregelt wird,daß die Temperatur der einzeln abgeführten Teilströme des Stahles im wesentlichen gleich ist,

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischengespeicherte Menge des flüssigen Stahles mehr als das Dreifache der pro Minute abgeführten Gesamtmenge beträgtο

4o Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zwisc-hengespeicherte Anteil des flüssigen Stahles seiner Durchiaufmenge entsprechend metallurgisch nach an sich bekannten Methoden behandelt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführung elektromagnetisch gegen die Schwerkraft erfolgt.

6. Anlage zum vollkontinuierlichen Vergießen von Stahl im Stranggteßverfahren unter Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein induktiv beheizbares Zwischengefäß (1) mit im unteren Bereich des Zwischengefäßes (1) angeschlossenen Förderrinnen (4) und am Ende der Förderrinnen (4) angeordneten Schnellwechsel-Gießköpfen (6).

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ORiGiNAL INSPECTED

7o Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrinnen (4) als elektromagnetische Förderrinnen ausgebildet Find,

8. AnlRff⁰ n^c-h einem der Ansprüche 6 oder 7, gekennzeichnet durch einen Schnel~iw»ch^el-Gießkopf (6), tier aus einem rinnenförmigen Körner (9) besteht, der an seiner Zulauf.seite eine mit der Förderrinne verbindbare Befestigungsvorrichtung (10) und am Auslaufende eine Öffnung (11) für den Ausguß (12) besitzt und ferner mit einem Deckel (1?) mit einer der Ausgußöffnung (11) gegenüberliegenden verschließbaren Arbeitsöffnung (17) versehen ist.

9. Anlage nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ^i^. Befestigungsvorrichtung (10) in der Art eines Schiebeverschlusses ausgebildet ist_o

10. Anlage nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausguß (12) als Tauchausguß ausgebildet ist.

11. Anlage nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle zwischen Schnellwechsel-Gießkopf (6) und Förderrinne (4) außerhalb des Kokillenbereiohes liegt,

12. Anlage nach den Ansprüchen 8, 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle mit ausrichtenden und abdichtenden Befestigungsmitteln (7 und 8) versehen ist_o

13. Anlage nach den Ansprüchen 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das beheizbare Zwischengefäß (1) mit lösbaren Verbindungen für einen außenliegenden Syphoneinguß (16), für die Rinneninduktoren (1) und für die elektromagnetischen Förderrinnen

(4) versehen ist.

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1A. Anlage nach den Ansprüchen 6 Ms 13, dadurch gekennzeichnet, daß die am Zwischengefäß (1) angebrachtpn Rinnen-Induktoren {2) uns3TnmetriF!ch. über dip Tänp-p ^^ Zi"i r-ohengefä (Ί) vp-'-'tpi ^Ί t ^"ind und eine

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