DE2903608A1

DE2903608A1 - Verfahren und vorrichtung zur beeinflussung der form eines strangquerschnittes in einer stranggiessanlage

Info

Publication number: DE2903608A1
Application number: DE19792903608
Authority: DE
Inventors: Tenho Kullervo Dipl Haetoenen; Sulo Olavi Muroke
Original assignee: Concast AG
Current assignee: SMS Concast AG
Priority date: 1978-02-03
Filing date: 1979-01-31
Publication date: 1979-08-09
Also published as: GB2016974B; JPS54116330A; FR2416071A1; SE7900501L; FI780346A; LU80865A1; GB2016974A

Description

CONCAST AG, Tödistraße 7, 8027 Zürich/Schwelz

Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung der Form eines Strangquerschnittes in einer Stranggiessanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der Form des Strangquerschnittes von im wesentlichen rechteckigen Knüppeln oder Vorblöcken in der Sekundärkühlzone einer Stranggiessanlage, wobei die Ecken in ihren Kantenbereichen gekühlt werden und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Beim Giessen von rechteckigen Knüppeln und Vorblocksträngen ist es bekannt, dass rhombusförmige oder rhomboide Strangquerschnitte entstehen können. Die Ursache der Abweichungen von der Sollquerschnittsform liegt in der Regel in einer ungleichmässigen Kühlung der Strangschale in der Kokille. An stärker gekühlten Ecken wächst die Strangschale schneller, wobei die Eckenausbildung einen leicht spitzen Winkel einnimmt. Solche spitzwinklige Ecken verbleiben weiterhin in intensivem Kontakt mit der Kokillenwand. An den benachbarten Ecken entsteht dadurch ein Luftspalt zwischen der Kokillenwand und der Strangoberfläche, so dass eine schwächere Kühlung und ein vermindertes Schalenwachstum eintritt. Solche schwächer gekühlte Ecken erhalten eine stumpfwinklige Kantenausbildung. Durch die Bildung von Spiesskantigkeit können in den Kantenbereichen des Stranges Risse und Durchbrüche entstehen. Zusätzlich wird die Weiterverarbeitung solcher Stränge erschwert.

Um diese Nachteile zu vermindern bzw. aufzuheben, ist es bekannt, die der Kokille nachfolgende Strangführung unter Beibehaltung der gegenseitigen Lage der Stützelemente quer zur Stranglängsachse zwangsläufig beweglich zu gestalten. Aufgrund

909832/0654

einer Messwertabweichung der Kühlleistung in einer Kühlkammer der Kokille wird die Strangführung bewegt, bis ein Ausgleich der Kühlleistung in den Kühlkammern erreicht ist. Der steuerungs- und antriebsmässige Aufwand zur Querbewegung der Stützführung ist jedoch kompliziert und kostspielig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise und mit einfachen Mitteln die Erzeugung möglichst rechtwinkliger Strangquerschnitte ermöglicht und dadurch Risse im Kantenbereich der Kruste sowie Durchbrüche vermeidet bzw. reduziert.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Abweichungen von der Form des Sollquerschnittes festgestellt und die Sprühkühlung nach Massgabe der Abweichungen gesteuert wird, indem gegenüberliegende stumpfwinklige Ecken verstärkt und gegenüberliegende spitzwinklige Ecken abgeschwächt gekühlt werden.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren werden spiesskantige Querschnitte festgestellt und mittels Verstellung der Kühlwassermenge auf die entsprechenden Kantenbereiche kann eine Rückbildung des spiesskantigen Querschnittes erreicht werden, wodurch sich die Neigung zu der genannten Rissbildung und die Durchbruchsgefahr vermindert. Die verbesserte Einhaltung des rechteckigen Strangquerschnittes erleichtert die dem Stranggiessen nachfolgenden Weiterverarbeitungen im Walzwerk etc. Als zusätzliche überraschende Wirkung konnte bei gleichbleibender Strangqualität und Durchbruchgefahr die Einsatzzeit von Kokillenrohren wesentlich erhöht werden.

Die Abweichungen von.der Form des Sollquerschnittes können durch visuelle Beobachtung festgestellt und durch manuelles Verstellen der Kühlwassermenge kann die Kühlung verändert werden. Anstelle dieser visuellen Beobachtung der Querschnittsform

909832/0654

empfiehlt die Erfindung, dass die Abweichungen von der rechtekkigen Querschnittsform mittels Messung der Länge der Diagonalen bestimmt und die auf gegenüberliegenden Ecken aufgesprühte Wassermenge etwa umgekehrt proportional dem Längenverhältnis der den Ecken zugehörigen Diagonalen eingestellt wird. Durch Anwendung dieser zusätzlichen Verfahrensschritte kann das erfindungsgemässe Verfahren automatisiert werden. Für eine solche Automatisation schlägt die Erfindung die Ausrüstung der Strangführung mit einer Einrichtung zum Messen der Länge der beiden Diagonalen vor, wobei diese Einrichtung über einen Rechner mit einem Regler des Zwei-Wege-Ventiles elektrisch verbunden ist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass jeweils die beiden einer Ecke zugeordneten Reihen von Sprühdüsen mit einer Regeleinrichtung versehen sind.

Eine Vereinfachung der Wasserzuführleitung ist erreichbar, wenn die Reihen von Sprühdüsen von gegenüberliegenden Ecken zusammengefasst und mit einer Regeleinrichtung versehen sind.

Ein einfacher Aufbau der Vorrichtung ergibt sich, wenn in der Hauptzuführleitung eine Mengenregeleinrichtung vorgesehen ist und in einem nachfolgend angeordneten Zwei-Wege-Ventil die gesamte Wassermenge stufenlos auf die beiden jeweils gegenüberliegenden Ecken zugeordneten Sprühdüsen aufteilbar ist.

Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht auf eine schematisch dargestellte

Stranggiessanlage,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen horizontalen Schnitt durch

eine Sprühkühleinrichtung,
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen horizontalen Schnitt auf ein weiteres Beispiel einer Sprühkühleinrichtung und

909⁵832/065A

Fig. 4 eine schematisch dargestellte Einrichtung zur Messung der Rhomboidität.

In Fig. 1 ist einer Stranggiesskokille 1 eine Sekundärkühlein- ■ richtung 3 und ein Richttreiber 5 nachgeordnet. Zur Führung eines Stranges 2 sind entlang der Sekundärkühleinrichtung 3 einige Rollen 4 angebracht, üeber Sprühdüsen 6 wird Kühlwasser auf den Strang 2 aufgebracht. Die Sekundärkühleinrichtung 3 ist in drei Zonen 21, 22, 23 unterteilt, wobei die der Kokille am nächsten liegende Zone 21 mit zwei in Stranglaufrichtung verlaufenden Reihen von Sprühdüsen 6 versehen ist. Die Kantenbereiche an jeder Ecke werden dabei mittels zwei Düsenreihen gekühlt. Wenn es erwünscht ist, kann die ganze Sekundärkühleinrichtung 3 mit einer Sprühdüsenanordnung wie in der Zone 21 ausgestattet werden.

In Fig. 2 hat ein teilweise erstarrter Strang 12 einen rhombusförmigen Querschnitt. Sprühdüsen 8 und 9 sind gemeinsam mit einer Wasserzuführung 24 und die Düsen 7 und 10 mit einer Zuführung 25 verbunden. Den beiden Zuführungen 24 und 25 ist ein Zwei-Wege-Ventil 11 und eine Mengenregeleinrichtung 27 vorgeordnet. Die beiden auf eine Ecke des Stranges 12 gerichteten Sprühdüsen 7,8, 9, 10 sind so angeordnet, dass die Mittelachsen 28 der Sprühfächer der beiden einer Ecke zugehörigen Düsenreihen im wesentlichen quer zueinander liegen.

In Fig. 3 wird ein teilweise erstarrter Strang 20 mittels Sprühdüsen 16, 17, 18 und 19 gekühlt. In diesem Beispiel sind jeweils die beiden einer Ecke zugeordneten Reihen von Sprühdüsen 16, 17, 18, 19 mit je einer Mengenregeleinrichtung 13, 15 versehen. Je nach Bauart der Mengenregeleinrichtung 13, 15 ist es möglich, die Wassermengen der Düsen 16 und 17 unabhängig voneinander zu regulieren oder nach dem Prinzip eines Zwei-Wege-Ventiles, beispielsweise die Wassermenge an den Düsen 16 um einen vorbestimmten Betrag zu vermindern, wobei an den Düsen 17 die Wassermenge um diesen vorbestimmten Betrag erhöht wird. In gleicher Weise kann die Wirkungsweise der Mengenregler 14 und 15 gewählt werden.

90983^/0654

Die Mengenregler 13 und 15 können auch miteinander verbunden sein und gleichzeitig gesteuert werden.

In Fig. 4 ist mit 39 eine Einrichtung zum Messen der Länge der beiden Diagonalen dargestellt. Als Rollen ausgebildete Tastelemente 40 sind mit den Ecken eines Stranges 41 im Kontakt. Die Tastelemente 40 sind über Tastarme 42 mit einem induktiven Weggeber 43 verbunden. Mittels einer Feder 45 werden die Tastelemente mit einer schwachen Kraft an die Strangkanten angedrückt. Ein Distanzhebel 46 hält die beiden Schwenkpunkte 47 für die Tastarme 42 auf einer genauen Distanz. Die beiden Weggeber 43 sind mit einem Diskriminator 50 verbunden, der die Signale 51, 51' vergleicht und bei ungleicher Länge der Diagonalen 3 8 ein positives oder negatives Differenzsignal 52 einem Rechner 53 zuführt, der die Sprühwassermengen in Abhängigkeit der Rhomboidität und der Stahlqualität errechnet. Ein Signal 54 wird einem Regler 55 und ein Signal 56 einem Zwei-Weg-Ventil 57 zugeführt.

Das Verfahren zur Beeinflussung der Form eines Strangquerschnittes wird anhand von Fig. 2 erläutert. Die Abweichung vom Sollquerschnitt eines rechteckigen Knüppel- oder Vorblockquerschnittes kann durch visuelle Beobachtung oder durch eine Messvorrichtung festgestellt werden. Je nach Massgabe der Abweichung vom Sollquerschnitt wird die Sprühwassermenge so gesteuert, dass die einander gegenüberliegenden stumpfwinkligen Ecken des Stranges 12 durch die Sprühdüsen 7 und 10 verstärkt und die gegenüberliegenden spitzwinkligen Ecken durch die Düsen 8 und 9 abgeschwächt gekühlt werden.

Um einerseits Personal einzusparen und anderseits den Strang kurz nach dem Austritt aus der Kokille messen zu können, kann die Abweichung von der rechteckigen Querschnittsform mittels Messung der Länge der Diagonalen bestimmt werden.' Die auf gegenüberliegenden Ecken aufgesprühte Wassermenge kann dabei etwa umgekehrt proportional dem Längenverhältnis der den Ecken

909832/0654

zugehörigen Diagonalen eingestellt werden. Je nach Stahlqualität kann die Verstärkung bzw. die Abschwächung der Kühlung über- bzw. unterproportional automatisch einstellbar vorgesehen werden. Die Einrichtung 39 zum Messen der Länge der beiden Diagonalen 38 kann beispielsweise über den Rechner 53 mit dem Regler 55 und dem Zwei-Wege-Ventil 57 elektrisch verbunden sein. (Fig. 4).

Durch die Erhöhung der Kühlwassermenge an den Düsen 7 und 9 wird die Kühlung an den beiden stumpfwinkligen Ecken erhöht und dadurch das Schalenwachstum gegenüber den beiden spitzwinklig ausgebildeten Ecken beschleunigt. Gleichzeitig wird die Kühlwassermenge an den Düsen 8 und 9 vermindert, so dass das Schalenwachstum an diesen beiden Ecken verzögert wird. Je nach der Einstellung der Differenz der Kühlwassermenge an den Sprühdüsen 7 und 10 gegenüber den Sprühdüsen 8 und 9 kann die Rhombusbildung gestoppt oder mindestens teilweise korrigiert werden.

Als rechteckige Knüppel- oder Vorblockquerschnitte sollen sowohl quadratische als auch rechteckige Querschnitte mit scharfen, abgerundeten oder mit abgeschrägten Kanten verstanden werden.

Anstelle der vorgeschlagenen Einrichtung 39 zum Mess.en der Länge der beiden Diagonalen 38 können beispielsweise auch an einer Kokille angehängte Kühlplatten, die der Gestalt des aus der Kokille austretenden Stranges folgen können und mit Messeinrichtungen versehen sind, zur Feststellung der Rhomboidität verwendet werden. Auch andere in der Messtechnik bekannte Messverfahren können zur Feststellung der Abweichungen vom Sollquerschnitt Anwendung finden.

909832/065*

Claims

PATENTANS. PRUECHE

1. Verfahren zur Beeinflussung der Form des Strangquerschnittes von im wesentlichen rechteckigen Knüppeln oder Vorblöcken in der Sekundärkühlzone einer Stranggiessanlage, wobei die Ekken in ihren Kantenbereichen gekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass Abweichungen von der Form des Sollquerschnittes festgestellt und die Sprühkühlung nach Massgabe der Abweichungen gesteuert wird, indem gegenüberliegende stumpfwinklige Eoken verstärkt und gegenüberliegende spitzwinklige Ecken abgeschwächt gekühlt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichungen von der rechteckigen Querschnittsform mittels Messung der Länge der Diagonalen bestimmt und die auf gegenüberliegende Ecken aufgesprühte Wassermenge etwa umgekehrt proportional dem Längenverhältnis der den Ecken zugehörigen Diagonalen eingestellt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, wobei jeder Ecke mindestens zwei in Stranglaufrichtung verlaufende Reihen von Sprühdüsen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils die beiden einer Ecke zugeordneten Reihen von Sprühdüsen (6, 7, 8, 9, 10, 16, 17, 18, 19) mit einer Mengenregeleinrichtung (11, 13, 14, 15) versehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen von Sprühdüsen (8, 9 bzw. 7, 10) von gegenüberliegenden Ecken zusammengefasst und mit einer Mengenregeleinrichtung (11) versehen sind.

W/w. - 1 -

909837/0654

ORIGINAL INSPECTED

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hauptzuführleitung eine zusätzliche Mengenregeleinrichtung (27) vorgesehen ist und in einem nachfolgend angeordneten Zwei-Wege-Ventil (11) die gesamte Wassermenge stufenlos auf die beiden jeweils gegenüberliegenden Ecken zugeordneten Sprühdüsen (7, 10 bzw. 8,9) aufteilbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung mit einer Einrichtung (39) zum Messen der Länge der beiden Diagonalen der Querschnittsfläche des Stranges (41) versehen ist und diese Einrichtung (39) über einen Rechner (53) mit einem Regler (55) des Zwei-Wege-Ventiles (57) elektrisch verbunden ist.

909832/0654