DE3041607A1 - Verfahren zur optimierung der durch kuehlung beeinflussbaren brammenpualitaet beim stranggiessen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Optimierung der durch Kühlung be-
• einflußbaren Brammenqualität beim Stranggießen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der durch Kühlung beeinflußbaren Brammenqualität beim Stranggießen.
• BQ;m Brammenstranggießen wird durch kontinuierliches Gießen von flüssigem Metall durch eine wassergekühlte Kokille ein Metallstrang erzeugt. Der Strang tesitzt beim Austritt aus der Kokille im allgemeinen eine feste "Schale" und einen nichtfesten "Eern". Durch weiteres Kühlen der Strangoberfläche in der Sekundärkühlzone durch Spritzwasser kommt es zum Durcherstarren des Stranges. Am Ende der Maschine werden vom Strang die Brammen abgetrennt.
• Wird in dieser Kühlzone nicht ausreichend gekühlt, dann tritt als Folge des hydrostatischen Druckes des flüssigen Strangkernes eine Strangausbauchung zwischen den Rollen auf. Ubersteigt die Ausbauchung einen bestimmten Wert, dann kommt es zu qualitätsmindernden Innenrissen. Wird in der Kühlzone zu stark gekühlt, dann entstehen an der Strangoberfläche Außenrisse.
• Bisher wird das Spritzwasser noch nach Listen eingestellt, die u.a. von der Stahlzusammensetzung und den Strangabmessungen abhängen. Sie werden mit Hilfe von Untersuchungen erkalteter Brammen (Temperatur unter 3000 C) auf Materialfehler erstellt. Bis zur Aufstellung eines brauchbaren Spritzplanes müssen häufig viele Fehlgüsse in Kauf genommen werden. Daher wird seit Jahren versucht, die Temperaturverteilung im Strang mit Hilfe von Modellen und Temperaturmessungen an der Strangoberfläche mit Strahlungspyrometern zu ermitteln und daraus Bedingungen für die Spritzwassereinstellung abzuleiten. Diese Versuche sind bisher an den Schwierigkeiten einer zuverlässigen Temperaturmessung unter den ungünstigen Umweltbedingungen beim Stranggießen von Stahl gescheitert. Zudem sind die quantitativen Zusammenhänge zwischen der Temperaturverteilung und dem Auftreten von Rissen nicht hinreichend bekannt Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, während des G-ie3ens eine Spritzwasserverteilung und Abzugsgeschwindigkeit de Stranges anzugeben, die optimal sind, d.h. Gießerzeugnisse liefern, die möglichst geringe Innen- und Oberflächenrisse aufweisen.
• Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Eennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Verfahrensmerkmale gelöst.
• Der besondere Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß durch Messung der Strangausbauchung und der vorhandenen Oberflächenrisse wahrend des Gießvorganges am Strang das Spritzwasser und die Abzugsgeschwindigkeit hinsichtlich der erwähnten Materialfehler mit kleinstmöglicher Totzeit optimal eingestellt werden kann. Dadurch werden Fehlgüsse weitgehend vermieden.
• Zudem erfolgt die Messung von Ausbauchungen und/oder Rissen mit Wirbelstrommeßeinrichtungen, die im Gegensatz zu den-bisher eingesetzten Temperaturmeßeinrichtungen unempfindlichgegenüber den ungünstigen Umweltbedingungen beim Gießprozeß und dem Zunderbelag auf der Strangoberfläche sind. Wirbelstrommeßeinrichtungen als solche sind zwar bekannt (Buch von Heptner/Stroppe "Magnetische und magnetinduktive Werkstoffprüfung", VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1972), jedoch nicht im Zusammenhang mit einem Verfahren zur Optimierung der durch Kühlung beeinflußbaren Brammenqualität beim Stranggießen mit Hilfe von Messungen direkt am Strang.
• Gegenüber einer Rißerfassung mit Wirbelstrommeßanordnungen an weitgehend erkalteten (ferromagnetischen) Brammen hat die Messung am heißen (diamagnetischen) Strang noch den gro-Ben Vorteil, daß Störungen durch Permeabilitätsschwankungen und Zunderbelag ausgeschlossen werden können.
• Erfinderische Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 sind durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 5 gekennzeichnet.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung wird mit Hilfe der nachstehend beschriebenen Anordnung zur Durchführung desselben an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
• Es zeigt die Figur eine Anordnung der Wirbelstrommeßköpfe zur Abstandsmessung in bezug auf den sich -bewegenden Strang.
• In der Figur ist mit 4 ein Strang, der sich auf den Betrachter zubewegt, im Querschnitt zur Stranglaufrichtung dargestellt. Oberhalb des Stranges sind in der Querschnittebene drei Wirbelstrommeßköpfe 1, 2 und 3, an einen feststehenden Rahmen 5 montiert, vorhanden; dabei ist einer in der Mitte, die beiden übrigen in der Nähe der beiden Kanten der Brc^mme positioniert. Die Meßköpfe können sowohl oberhalb als anch unterhalb des Stranges angebracht werden.
• Durch diese Art der Befestigung der Abstandsmeßköpfe fU- 4f.p Ausbauchungsmessung an einem Trägerrahmen hängt die Meßgenauigkeit nicht mehr von der Justierung des Rollengerästes ab. Die Wirbelstrommeßköpfe erlauben die Bestimmung des Abstandes zwischen Meßkopf und Strangoberläche, woraus sich durch Vergleich die Ausbauchung ergibt. Ubersteigt die Ausbauchung einen bestimmten Wert, etwa 0,5 mm, so wird die Spritzwasserbeaufschlagung soweit erhöht, bis der obige Wert der Ausbauchung wieder unterschritten wird. Die Wirbelstrommeßköpfe zur Rißerfassung werden vorzugsweise am Rand und in der Mitte positioniert, weil dort bekanntermaßen Risse am häufigsten auftreten.
• Durchläuft ein Außenriß den Meßbereich eines Wirbelstrommeßkopfes, so gibt dieser Meßkopf ein Signal ab, welches eine direkte Aussage über die Tiefe dieses Risses ermöglicht. Ergibt sich aus der Messung eine nicht tolerierbare Rißtiefe, so wird die Spritzwasserbeaufschlagung soweit erniedrigt, bis die Rißtiefe einen bestimmten Wert nicht übersteigt (im allgemeinen 1mm). Ist es nicht möglich, durch Spritzwasseroptimierung die Grenzbedingungen für Außenrisse und Ausbauchung gleichzeitig zu erfüllen, so muß die Abzugsgeschwindigkeit erniedrigt werden. Andererseits können, wenn die vorgebbaren Grenzwerte noch nicht erreicht sind, die Abzugsgeschwindigkeit und damit der Durchsatz bis zur Einstellung der-Grenzwerte erhöht werden.
• Für die Rißerfassung ist zur Erlangung einer möglichst großen Genauigkeit und Ortsauflösung ein möglichst kleiner Abstand der Meßköpfe von der Strangoberfläche erforderlich. Da sich aber die Lage der Strangoberfläche ändern kann, wird ein kleiner Abstand durch eine Abstandsregelung der Meßköpfe ermöglicht. Zudem entfällt bei konstantem Meßkopfabstand die Notwendigkeit einer Abstandskorrektur der Signale.
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Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Optimierung der durch Kühlung beeinflußbaren Brammenqualität beim StranggieBen, dadurch gekennzeichnet daß Oberflächenrisse und/oder Ausbauchungen des Stranges während des Gießvorganges mit Wirbelstrommeßköpfen am diamagnetischen Strang gemessen und die den Naterialfehlern entsprechenden Meßwerte zur Korrektur der Spritzwasserbeaufschlagung und der Abzugsgeschwindigkeit verwendet werden.
2. 2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Ausbauchung auf einer Strangseite und quer zur Strangrichtung Wirbelstrommeßköpfe (1, 2, 3 in der Fig.) angebracht sind, wovon mindestens einer in der Mitte und mindestens ein anderer in der Nähe einer der beiden Kanten positioniert ist.
3. 3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Querschnittsebene des Stranges zur Messung des Abstandes mindestens zwei Wirbelstrommeßköpfe gegenüber jeder Strangeitseite positioniert sind, und zwar auf jeder Breitseite einer in der Mitte und einer nahe der Kante zu der gleichen Schmalseite hin.
4. 4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelstrommeßköpfe zur Rißerfassung mit einer Verstelleinrichtung auf einem vorgegebenen Abstand gehalten werden.
5. 5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Signale der Wirbelstrommeßköpfe zur Rißerfassung in Abhängigkeit vom gemessenen Abstand erfolgt.