DE3117407A1

DE3117407A1 - "HORIZONTAL CONTINUOUS CASTING SYSTEM"

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Publication number: DE3117407A1
Application number: DE19813117407
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr.-Ing. Brandis; Hans-Walter Ing.(grad.) 4150 Krefeld Erckes; Hans Dr.Rer.Nat. 4156 Willich Preisendanz; Peter Dr.-Ing. Schüler; Wolfgang Dr.Rer.Nat. Spyra; Rainer Dr.-Ing. 4150 Krefeld Thielmann
Original assignee: Technica Guss GmbH
Current assignee: Technica Guss GmbH
Priority date: 1981-05-02
Filing date: 1981-05-02
Publication date: 1982-11-18
Also published as: EP0064280B1; EP0064280A1; JPS589753A; CA1189676A; ATE18641T1; DE3117407C2

Abstract

1. A method for the horizontal continuous casting of metals and their alloys wherein the elongate workpiece is drawn off continuously, intermittently or in the pilgrim step mode, characterised in that the continuous drawing stroke or the intermittent one or the one effected in the batchwise mode is or are carried out at a drawing off speed which always fluctuates above the zero value in an oscillating mode.

Description

Horizontal continuous caster

Die Erfindung betrifft eine Horizontal-Stranggießanlage für Metalle und deren Legierungen mit kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Strangauszugsbewegung. Sie umfaßt ein Warmhaltegefäß mit horizontalem Auslauf, nachgeordneter gekühlter Kokille und eine elektromotorische Ziehvorrichtung.The invention relates to a horizontal continuous casting plant for metals and their alloys with continuous or discontinuous strand extraction movement. It includes a warming vessel with a horizontal Outlet, downstream cooled mold and an electromotive pulling device.

Es ist bekannt, daß beim horizontalen oder vertikalen Stranggießen von Metallen und deren Legierungen zwischen Kokille und Strang in der Regel eine sich ändernde Relativbewegung vorliegt, um den Abriß des Stranges zu vermeiden und um qualitative Vorteile zu erwirken. Diese sich ändernde Relativbewegung reicht bis zum vorübergehenden Stillstand oder führt sogar zu einer Bewegungsumkehr, je nachdem es die jeweilige betriebliche Praxis und die anlagentechnischen Möglichkeiten empfehlen oder zulassen.It is known that in horizontal or vertical continuous casting of metals and their alloys, there is usually a changing relative movement between the mold and the strand, around the break of the strand and to achieve qualitative advantages. This changing relative movement extends to a temporary one Standstill or even leads to a movement reversal, depending on the respective operational practice and the technical possibilities of the system recommend or allow.

Erreicht wird dieser Bewegungsablauf bei ofenunabhängiger Kokille und stetiger Fortbewegung des Strangs gewöhnlich durch eine spezielle Bewegungsvorrichtung für die Kokille, bei ofenabhängiger Kokille durch eine nichtstetige Abförderung des Stranges. Diese nichtstetige Abförderung im Go/Stop- oder Pilgerschrittverfahren, erfordert bisher sehr aufwendige Antriebsaggregate, von denen eine sehr präzise Einhaltung bestimmter vorgewählter Abzugsschritte erwartet wird. Stand der Technik ist es, diese anspruchsvolle Antriebsaufgabe durch aufwendige elektrohydraulische Systeme zu lösen. So sind zahlreiche, insbesondere Horizontal-Stranggußanlagen in Betrieb, bei denen solche Antriebe erfolgreich eingesetzt werden. Dabei ist es ohne weiteres möglich, Stränge mit rundem, quadratischem oder rechteckigen Quer-This sequence of movements is usually achieved with a furnace-independent mold and continuous movement of the strand by means of a special one Movement device for the mold, in the case of furnace-dependent mold through a discontinuous discharge of the strand. This discontinuous delivery in the go / stop or pilgrim step process, previously required very expensive drive units, of which a very precise compliance certain preselected withdrawal steps is expected. It is state of the art to carry out this demanding drive task with complex solving electrohydraulic systems. So are numerous in particular horizontal continuous casting plants in which such drives are successfully used. It is without further ado possible, strands with round, square or rectangular transverse

schnitt, wie auch Hohlprofile, in den erforderlichen Bewegungsabläufen abzufordern. Bei Rundstangen bewegt sich beispielsweise der Durchmesser von 15 bis 400 mm, wobei die Hubgeschwindigkeit den Erstarrungsgeschwindigkeiten in der Kokille anzupassen ist und beispielsweise zwischen 6 und 120 mm/s beträgt. Derartige Anlagen können, um die richtige Abstimmung zwischen Vorwärtshub/Halte dauer 1/Rückwärtshub/Haltedauer II vorzunehmen, bis 1000 Schaltungen pro Minute ausführen. Neuerdings ist auch die Verwendung eines schrittweise arbeitenden Gleichstrommotores mit entsprechender elektrischer Steuerung für das Abziehen von Strängen aus horizontaler Stranggußkokillen bekannt geworden (vgl. DE-PS 23 40 636).cut, as well as hollow profiles, in the required motion sequences to request. In the case of round bars, for example, the diameter ranges from 15 to 400 mm, with the lifting speed being the Solidification speeds in the mold is to be adjusted and is, for example, between 6 and 120 mm / s. Such systems can, in order to make the correct coordination between forward stroke / holding time 1 / backward stroke / holding time II, up to 1000 switchings run per minute. Recently, the use of a step-by-step DC motor with a corresponding electrical control for pulling strands from horizontal continuous casting molds become known (see. DE-PS 23 40 636).

Die Ausdehnung des Stranggusses auf dünne Stränge mit Dmr.<15 mm ist beispielsweise 3 mm Cp, wie es u.a. für die Herstellung von Strängen aus Hartlegierungen, Magnetlegierungen und Edelstahlen benötigt wird,, macht aber eine bedeutende Erhöhung der Abzugs geschwindigkeit auf beispielsweise 820 mm/s erstrebenswert und führt dann zu einer Verkürzung der Schaltzeiten und somit zur Erhöhung der Anzahl der Schaltungen/min. Wird die bisher übliche Abzusgeschwindigkeit beibehalten, sinkt die Gießleistung entsprechend. Eine gewisse Abhilfe schafft hier die allerdings mit großem Mehraufwand verbundene Auslegung der Anlage als Mehr Stranganlage.The expansion of the continuous casting to thin strands with a diameter of <15 mm is, for example, 3 mm Cp, as is required for the production of strands from hard alloys, magnetic alloys and stainless steel, but makes a significant increase in the haul-off speed to, for example, 820 mm / s worth striving for and then leads to a shortening of the switching times and thus to an increase in the number of switching operations / min. If the previously usual dispensing speed is maintained, the casting performance decreases accordingly. A certain remedy here is the design of the system as a multi-line system, which is associated with a great deal of additional effort.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Horizontal Stranggießanlage der eingangs genannten Gattung insbesondere für das Stranggießen von Stäben mit Durchmessern< 15 mm, vorzugsweise im Bereich von 3 bis 10 mm Abzugsgeschwindigkeiten bis etwa 1000 mm/s erreichen zu können.The object of the present invention is, in a horizontal continuous caster of the type mentioned above, in particular for the continuous casting of rods with diameters < 15 mm, preferably in the range from 3 to 10 mm, take-off speeds up to about 1000 mm / s to be able to achieve.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ziehvorrichtung dem Strang eine innerhalb jeden Hubes zwischen einemThis object is achieved according to the invention in that the pulling device the strand one within each stroke between one

Maximal- und einem Minimalwert oszillierende Bewegung verleiht. Als Antriebsaggregat der Ziehvorrichtung wird mindestens ein Wechselstrom-gespeister Schrittmotor bevorzugt, der bis zu 5000 Schaltungen pro Minute möglich macht.Gives a maximum and a minimum value oscillating motion. As a drive unit of the pulling device is at least one AC-powered stepper motor preferred, which enables up to 5000 operations per minute.

Im Gegensatz zu den bekannten Go/Stop- oder Pilgerschrittverfahren, bei denen die Strangabzugsgeschwindigkeit innerhalb eines Hubes von 0 auf einen Maximalwert ansteigt und wieder auf 0 abfällt und bei denen zwischen den Hüben ausgeprägte Haltezeiten vorgesehen sind, oszilliert, d. h. schwankt der Strangabzug bei der erfindungsgemäßen Stranggieß anlage im Verlauf einer stetigen Bewegung zwischen einem Maximal- und Minimalwert innerhalb jeden Hubes. Die erfindungsgemäße Horizontal-Stranggießanlage kann dabei mit kontinuierlichem Strangauszug aber auch diskontinuierlichem, wie Go/Stop- oder Pilgerschrittverfahren arbeiten.In contrast to the well-known go / stop or pilgrim step procedures, in which the strand withdrawal speed increases from 0 to a maximum value within one stroke and then falls back to 0 and at for which pronounced holding times are provided between the strokes, oscillates, d. H. the strand withdrawal fluctuates in the case of the invention Continuous caster in the course of a constant movement between a maximum and minimum value within each stroke. The inventive Horizontal continuous caster can be used with continuous strand extraction but also discontinuous, such as go / stop or pilgrim step processes work.

Der oszillierende Bewegungsablauf innerhalb eines Hubes von etwa 40 mm ist in Fig. 1 grafisch als Winkelgeschwindigkeit über der Förderstrecke dargestellt. Nach dem Hub von 40 mm, in den die Bewegung zwischen etwa 2 und 6 s
sich eine Haltedauer von 0,15 s an.The oscillating sequence of movements within a stroke of about 40 mm is shown graphically in FIG. 1 as the angular speed over the conveying path. After the stroke of 40 mm, the movement takes between about 2 and 6 s
a holding period of 0.15 s is assumed.

Bewegung zwischen etwa 2 und 6 s" oszilliert oder schwankt, schließtMovement oscillates or fluctuates between approximately 2 and 6 seconds, closes

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Horizontal-Stranggießanlage können auf der Oberfläche des gegossenen Stranges feine Markierungen beobachtet werden, wie Fig. 2 zeigt. Es handelt sich dabei um eine Abbildung des in Fig. 1 aufgezeigten Bewegungsablaufs bei der hubweisen Strangabführung mit oszillierendem Bewegungsablauf innerhalb eines Hubes. Diese Betriebsweise führt dazu, daß die Temperatur der festen Strangschale an den Kontaktstellen zwischen fester Strangschale und flüssiger Schmelze im Einlaufbereich der Kokille weit weniger stark absinkt als bei hubweiser Förderung im Go/Stop- oder Pilgerschrittverfahren und ferner dazu, daß die Volumenschwingung bei der Erstarrung auf die gesamte Stranglänge gleichmäßiger verteilt wird.When using the horizontal continuous caster according to the invention, fine markings can be made on the surface of the cast strand can be observed, as shown in FIG. This is an illustration of the sequence of movements shown in FIG. 1 in the case of the stroke Strand discharge with oscillating motion sequence within one stroke. This mode of operation means that the temperature of the solid strand shell at the contact points between the solid strand shell and liquid melt in the inlet area of the mold drops less than with lift-by-stroke promotion in the go / stop or pilgrim step method and also to the fact that the volume oscillation is distributed more evenly over the entire length of the strand during solidification.

Der erfindungsgemäß vorgesehene elektrische (Wechselstrom) Schrittmotor hat gegenüber den bisher üblichen aufwendigen hydraulischen Abzugssystemen den Vorteil, ohne alle mechanischen Übertragungssysteine wie Getriebe, Kupplungen, Ketten oder dergleichen auskommen zu können. Die Antriebsrolle ist direkt auf den Wellenstumpf des Schrittmotors in geeigneter Weise aufgesetzt. Es erfolgt eine optimale Anpassung des Durchmessers der Antriebsrolle an den Durchmesser des Strangs, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Abzugsgeschwindigkeit mit sinkendem Stabdurchmesser bei gleichbleibender Gießleistung steigt. Eine Kompensation kann bei unveränderter Betriebsfrequenz des Schrittmotors durch eine Vergrößerung des Durchmessers der Antriebsscheibe erfolgen, jedoch nur in dem Maße, wie hierdurch das Rotationsträgheitsmoment der Antriebsscheibe und das Lastträgheitsmoment des abzufordernden Stranges in einem noch zulässigen Maß ansteigen. Bei falscher Anpassung fällt der Schrittmotor außer Takt und bleibt stehen. Anhand der für einen bestimmten Schrittmotor gültigen Kennlinien ist es dem Fachmann ohne weiteres möglich, die richtige Auswahl des Antriebsscheibendurchmessers für die jeweilige Abzugsgeschwindigkeit und den Stabdurchmesser unter Berücksichtigung der rotatorischen und translatorischen Trägheitsmomente der verschiedenen zu beschleunigenden Massen auszuwählen. Beispielsweise wurde für einen Schrittmotor mit einem maximalen Drehmoment von 26 N/m bei Strängen mit einem Durchmesser von 3 mm ein günstiger Scheibendurchmesser von 200 mm und bei Strängen von 8 mm Durchmesser ein solcher von 50 mm ermittelt.The electrical (alternating current) stepper motor provided according to the invention has the advantage over the previously usual complex hydraulic extraction systems without any mechanical transmission system such as gears, clutches, chains or the like to get along. The drive roller is directly on the stub shaft of the stepper motor placed in a suitable manner. The diameter of the drive roller is optimally adapted to the Diameter of the strand, taking into account that the withdrawal speed with decreasing rod diameter while remaining the same Casting performance increases. Compensation can be made by enlarging the operating frequency of the stepper motor of the diameter of the drive pulley, but only to the extent that this results in the rotational inertia of the drive pulley and the load moment of inertia of the string to be requested increase by an extent that is still permissible. If the adjustment is wrong, it falls the stepper motor is out of step and stops. It is a person skilled in the art on the basis of the characteristic curves that are valid for a specific stepper motor It is easily possible to select the correct drive pulley diameter for the respective withdrawal speed and the rod diameter, taking into account the rotational and translational Select moments of inertia of the various masses to be accelerated. For example, for a stepper motor with a maximum torque of 26 N / m for strands with a diameter of 3 mm a favorable pulley diameter of 200 mm and for strands with a diameter of 8 mm a diameter of 50 mm was determined.

Für einen störungsfreien Betrieb des Stranggießprozesses und für qualitativ gleichbleibende Produkte ist eine konstante Strangaustrittstemperatur von entscheidender Bedeutung. Um diese einhalten zuA constant strand outlet temperature is essential for trouble-free operation of the continuous casting process and for products of consistent quality vital. To adhere to this

können, wird erfindungsgemäß ein elektronisches Steuersystem zur Regelung der Betriebsfrequenz des oder der Schrittmotore in Abhängigkeit von der Strangaustrittstemperatur vorgesehen. Die Strangaustrittstemperatur wird laufend gemessen. Bei Abweichungen von dem Sollwert erfolgt eine Änderung der Betriebsfrequenz des oder der Schrittmotore mit dem Ziel, die Strangaustrittstemperatur von dem Ist- auf den Sollwert zurückzuführen. Die bisher bekannte Regelung über die Veränderung der Kühlwassermenge ist bei den hohen Strangabzugsgeschwindigkeiten wegen zu geringer Ansprechschnelligkeit ungeeignet.can, according to the invention, an electronic control system for regulating the operating frequency of the stepper motor or motors as a function provided by the strand outlet temperature. The strand outlet temperature is measured continuously. In the event of deviations From the setpoint there is a change in the operating frequency of the stepper motor or motors with the aim of increasing the strand outlet temperature from the actual to the target value. The previously known regulation on the change in the amount of cooling water is at the unsuitable for high strand withdrawal speeds due to insufficient response speed.

Um eine Störung der Abzugsbewegung beim Durchlaufen der Übergangsstelle Kaltstrang zu Warmstrang durch die Ziehvorrichtung auszuschließen, sind mindestens zwei hintereinander in Strangdurchlaufrichtung angeordnete separate Schrittmotore vorgesehen, die im Wechsel den Strang erfassen, bis die Übergangsstelle Kaltstrang zu Warmstrang die Ziehvorrichtung passiert hat. Sobald die Übergangsstelle den ersten Schrittmotor erreicht, hebt das von ihm angetriebene Rollenpaar ab und der in Stranglaufrichtung folgende Schrittmotor zieht mit dem von ihm getriebenen Rollenpaar den Strang. Sobald die Übergangsstelle Kaltstrang zu Warmstrang den ersten Schrittmotor passiert hat, treten dessen Abzugsrollen wieder in Tätigkeit, und das vom zweiten Schrittmotor getriebene Rollenpaar hebt ab, um die Übergangsstelle durchlaufen zu lassen. Dieser Wechsel erfordert bei der hohen Abzugsgeschwindigkeit ebenfalls eine geeignete Steuerung, die erfindungsgemäß durch ein elektronisches Steuersystem verwirklicht wird, das die Schrittmotore synchronisiert, d.h. ihre oszillierende Bewegung innerhalb jeden Hubes aufeinander abstimmt, wobei jedem Motor eine eigene Leistungsendstufe zugeordnet ist, damit eine unabhängige Steuerung jedes Motors gewährleistet ist. Diese Ausbildung der erfindungsgemäßen Horizontal-Stranggießanlage ermöglicht die Beibehaltung einer hohen Abzugsgeschwindigkeit auch beim Anfaiiren,To a disruption of the trigger movement when passing through the transition point To exclude cold strand to hot strand by the drawing device, at least two are to be consecutively in the direction of strand passage arranged separate stepper motors are provided, which alternately detect the strand until the transition point to the cold strand The hot strand has passed the drawing device. As soon as the transition point reaches the first stepper motor, the one it drives lifts Pair of rollers and the stepping motor following in the direction of the strand pulls the strand with the pair of rollers driven by it. As soon as the When the transition point between cold and hot rods has passed the first stepper motor, its take-off rollers come into operation again, and that The roller pair driven by the second stepping motor lifts off to allow the transition point to pass through. This change requires at the high take-off speed also a suitable control, which is implemented according to the invention by an electronic control system that synchronizes the stepper motors, i.e. coordinates their oscillating movement within each stroke, with each Motor is assigned its own power output stage, so that an independent control of each motor is guaranteed. This training the horizontal continuous caster according to the invention enables a high take-off speed to be maintained even when starting,

ermöglicht eine verbesserte Geradführung des Stranges und wirkt sich verschleißmindernd aus.enables an improved straight line guidance of the strand and has a wear-reducing effect.

Durch schräg zur Stranglängsachse gestellte Rollenpaare der Ziehvorrichtung kann das Ausziehverhalten des Strangs aus der Kokille günstig beeinflußt werden. Es wird jedoch auch ein ungleichmäßiger Verschleiß in der Kokille vermieden, weil die Bewegung des Strangs innerhalb der Kokille reibungsarm ist. Diese Ausführung ist allerdings auf Stränge mit kreisrundem Querschnitt beschränkt.By means of pairs of rollers of the pulling device positioned at an angle to the longitudinal axis of the strand the pull-out behavior of the strand from the mold can be favorably influenced. However, it also becomes an uneven one Wear in the mold is avoided because the movement of the strand within the mold is low-friction. However, this version is limited to strands with a circular cross-section.

Bei dem quasi-kontinuierliehen Betrieb ergibt sich der Vorteil, daß kontinuierliche Weiterverarbeitungsschritte wie Verformen, Trennen und Wärmebehandeln angeschlossen werden können, ohne daß eine aufwendige Synchronisation mit der Hubbewegung notwendig ist. Der Strang kann dabei durch Kalibrierrollen in derselben Querschnittsform kalibriert oder in eine" andere Querschnittsform, z.B. von rund auf oval, überführt werden. Auf die Weise kann eine Nachverdichtung des Strangs mit Beseitigung von Restporositäten oder auch nur eine Querschnittsänderung erreicht werden.In the quasi-continuous operation there is the advantage that continuous processing steps such as deforming, separating and heat treatment can be connected without complex synchronization with the lifting movement being necessary. Of the Strand can be calibrated by calibrating rollers in the same cross-sectional shape or in a "different cross-sectional shape, e.g. from round to oval. In this way, a redensification of the strand with removal of residual porosities or else only one change in cross-section can be achieved.

Der nur zu Beginn des Stranggießprozesses benötigte Teil der Ziehvorrichtung ist der Anfahrstab als Verbindungsglied zwischen der Schmelze im Auslaufkanal des Warmhalte gefäß es und den Strangförderrollen. Beim Anfahren muß die richtige zeitliche Abstimmung des Startbefehles in Bezug auf das Einbringen der Schmelze in den Auslaufkanal erfolgen. Diese Aufgabe konnte durch die Verwendung eines rohrförmigen Anfahrstabes gelöst werden, in dessen vorderer Öffnung zwei isolierte Triggerkontakte angebracht sind, die bei Eintritt der Schmelze durch diese leitend miteinander verbunden werden und damit ein Signal liefern, daß über ein vorwählbares ZeitrelaisThe part of the drawing device that is only required at the beginning of the continuous casting process is the starting rod as a link between the melt in the outlet channel of the holding vessel and the strand conveyor rollers. When starting, the correct timing of the start command in relation to the introduction of the melt into the Outlet channel. This problem could be solved by using a tubular starting rod, in the front of which Opening two insulated trigger contacts are attached, which are conductively connected to each other when the melt enters through it and thus deliver a signal that via a preselectable time relay

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nach einer von 0 bis beliebig lang einzustellenden Verzögerungszeit den Startbefehl für die Abzugsvorrichtung gibt. Gleichzeitig sorgt die Ausbildung des Anfahrstabes für eine sichere Erfassung der Strangschale, die gegenüber der üblichen Ausbildung des Anfahr Stabes als Spitze Vorteile bezüglich eines guten Schweißverbundes zeigt, wie es auch in der US-PS 39 08 747 geschildert wird. Darüberhinaus ist es vorteilhaft, durch einen im vorderen Teil des Anfahr Stabes quer eingesetzten Stift, der von der Schmelze unflossen wird, zu einem zusätzlichen formschlüssigen Verbund des Anfahrstabes mit dem Gieß strang zu kommen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, zu Beginn des Gießvorganges den Anfahrstab bis zur Eintrittsöffnung der Kokille einzuführen und mit einer Dichtung aus Isolierfilz gegen den keramischen Auslauf stein zu drücken. Hierdurch kann die Schmelze ungehindert in das Innere des rohrförmigen Anfahrstabes eindringen und mit ihm zu einem haltbaren Verbund verschweißen. Andererseits verhindert die Dichtung, daß Schmelze zwischen Anfahrstab und Kokille gelangen kann, die sonst zu einem Verklemmen des Anfahrstabes in der Kokille führen wurde, was entweder ein Abziehen des Stabes verhindern oder einen starken Kokillenverschleiß bewirken könnte.after a delay time that can be set from 0 to any length gives the start command for the trigger device. At the same time, the design of the approach rod ensures that the Strand shell, which has advantages in terms of a good welded connection compared to the usual formation of the starting rod as a tip shows how it is described in US-PS 39 08 747. In addition, it is advantageous to have one in the front part of the start-up rod transversely inserted pin, which is not flowed by the melt, to an additional form-fitting connection of the approach rod to come with the casting strand. It has been found to be advantageous at the beginning of the casting process to insert the start-up rod up to the inlet opening of the mold and with a seal made of insulating felt to press against the ceramic spout stone. This can the melt penetrate unhindered into the interior of the tubular starting rod and weld it to a durable composite. On the other hand, the seal prevents the melt between the start-up rod and mold can get, which would otherwise lead to jamming of the start-up rod in the mold, which is either a pull-off prevent the rod or cause severe mold wear.

Bei Verwendung üblicher Auslaufsysteme war es oftmals schwierig, die richtige Dauer der Startverzögerung zu finden. Wird sie zu kurz gewählt, wird der Anfahrstab, ohne ausreichend mit der Strangschale verschweißt zu sein, ausgefördert, und es besteht die Gefahr eines Durchbruches der Schmelze. Ist sie zu lang, kann die Erstarrung bis in den Auslaufkanal fortschreiten, wodurch dasAbziehen erschwert wird, oder schließlich sogar ein Einfrieren der Schmelze im Auslaufstein eintreten kann. Weitaus besser bewährt sich, den Auslaufstein mit einer rohrförmigen Verlängerung,, etwa von 10 bis 30 mm Lange, auszurüsten, die mit einem Außendurchmesser von 10 bis 25 mm (^When using conventional run-out systems, it was often difficult to find the right length of the start delay. Is it too short selected, the starting rod is conveyed out without being sufficiently welded to the strand shell, and there is a risk of a Breakthrough of the melt. If it is too long, the solidification can progress into the outlet channel, which makes it more difficult to pull it off or, ultimately, the melt can even freeze in the spout. The outlet stone has proven itself far better with a tubular extension, about 10 to 30 mm long, to equip those with an outside diameter of 10 to 25 mm (^

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schnorchelartig durch die Öffnung eines in die Gießgefäßwandung eingesetzten Düsensteines in das Gefäß frei hineinragt. Hier heizt sich dank der Konvektion der den Schnorchel umgebenden Schmelze der Auslaufstein soweit auf, daß eine Ansatzbildung vor der Öffnung mit Sicherheit vermieden werden kann. Hierbei werden allerdings an die Verträglichkeit des Schnorchelmaterials gegenüber der Schmelze hohe Anforderungen gestellt. Beim Vergießen von Hartlegierungen konnten sie von dem zunächst eingesetzten Bornitird nur unzureichend und vom hilfsweise verwendeten Graphit in keiner Weise erfüllt werden. Nicht bewährt hat sich auch die Verwendung der Masse Alundum, an deren rauher Oberfläche des Ausflußkanals es zu einem starken Verfritten mit dem Strang gekommen war, so daß keine Abzugsbewegung ausgeführt werden konnte. Erst der Übergang auf stabilisiertes oder teilstabilisiertes Zirkoniumoxid als Material für den Auslaufstein brachte eine deutliche Verbesserung der Beständigkeit, die auch beim Vergießen von Hartlegierungen zu befriedigenden Standzeiten von mehreren Stunden führte.Snorkel-like through the opening of an inserted into the casting vessel wall The nozzle stone protrudes freely into the vessel. Here, thanks to the convection of the melt surrounding the snorkel, the heats up Spout stone so far that a build-up before opening can be avoided with certainty. Here, however, are the compatibility of the snorkel material with respect to the melt made high demands. When casting hard alloys They could only be inadequately fulfilled by the boronite material used initially and in no way by the graphite used as an alternative. The use of the mass Alundum has not proven to be successful either, on the rough surface of which the outflow channel becomes heavily fritted had come with the strand so that no trigger movement could be carried out. Only the transition to stabilized or partially stabilized zirconium oxide as the material for the discharge stone brought a significant improvement in the resistance, which was also the case with The casting of hard alloys led to satisfactory service lives of several hours.

Ein das Prinzip der Erfindung kennzeichnendes Ausführungsbeispiel wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es stellen darAn exemplary embodiment characterizing the principle of the invention is described below with reference to the drawings. It represent

Fig. 3 die Ziehvorrichtung von drei Seiten a), b), c),3 shows the pulling device from three sides a), b), c),

Fig. 4 ein Blockschaltbild für die elektrische bzw. elektronische Ansteuerung der Schrittmotore der Ziehvorrichtung,4 shows a block diagram for the electrical or electronic control of the stepper motors of the pulling device,

Fig. 5 Anfahrsystem bestehend aus Ziehvorrichtung, Anfahrstab und Auslaufstein.Fig. 5 Start-up system consisting of pulling device, start-up rod and discharge block.

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Fig. 3 zeigt die Ziehvorrichtung. In einer verwindungssteifen Profilrahmenkonstruktion 21 sind zwei Schrittmotore 20 eingesetzt. Auf ihren Wellenenden ist jeweils unmittelbar die verschleißfeste Antriebsrolle 11 aufgesetzt. Die Antriebsrolle ist mit einem rillenförmigen Einschnitt versehen, der zusätzlich an seinen Flanken radialverlaufende Kerben aufweisen kann, um einen guten Reibungsschluß zwischen Stab und Antriebsrolle sicherzustellen. Auf der dem Motor gegenüberliegenden Seite ist ein zusätzliches Radiallager 15 angeordnet, das die von der Andruckrolle 10 ausgeübten Kräfte mit aufnimmt. Die jeweils oberhalb der beiden Antriebsrollen angeordnete ebenfalls verschleißfeste zylinderförmige Andruckrolle 10 wird vom Kolben eines pneumatischen Druckzylinders 1 in einer senkrechten Führung gehalten.Fig. 3 shows the pulling device. In a torsion-resistant profile frame construction 21 two stepper motors 20 are used. The wear-resistant drive roller is located directly on each of the shaft ends 11 put on. The drive roller is provided with a groove-shaped incision, which also runs radially on its flanks May have notches to ensure a good frictional engagement between rod and drive roller. On the the engine An additional radial bearing 15 is arranged on the opposite side, which also absorbs the forces exerted by the pressure roller 10. The likewise wear-resistant cylindrical pressure roller 10, which is arranged above the two drive rollers, becomes one of the piston pneumatic pressure cylinder 1 held in a vertical guide.

Durch eine von entsprechenden Ventilen gesteuerte Beaufschlagung der Druckzylinder mit Preßluft werden alternativ oder auch gemeinsam die Antriebssysteme auf dem abzufordernden Strang wirksam gemacht. By applying compressed air to the pressure cylinders, controlled by appropriate valves, alternatively or jointly made the drive systems effective on the line to be requested.

Die Wirkungsweise der Ansteuerung der beiden Schrittmotore geht aus dem Blockschaltbild von Fig. 4 hervor. Die wichtigsten Komponenten sind in einem Hochgeschwindigkeitstranslator zusammengefaßt. Er sorgt für die netzgespeiste Stromversorgung und die umschaltbare Ansteuerung der Endstufen für die Schrittmotoreinspeisung, die sowohl unabhängig als auch gemeinsamen Betrieb beider Motore gestattet. Der Funktionsablauf wird von der Steuereinheit vorgegeben: Nach dem Startbefehl positioniert der Schrittmotor in Rechtsdrehrichtung die digital einzustellende Vorwahl I, was einen entsprechenden Vorwärtshub des Stranges bewirkt, dessen Größe bestimmt wird vom Durchmesser der Antriebsrolle und der vorgewählten Schrittanzahl des Motors. Beispielsweise führt eine Schrittanzahl von 51 bei einem Schrittmotor mit einem Schrittwinkel von^Cl, 8° bei Verwendung einerThe mode of operation of the control of the two stepper motors can be seen from the block diagram of FIG. The main components are combined in a high-speed translator. He takes care of the mains-fed power supply and the switchable Control of the output stages for the stepper motor feed, which allows both motors to be operated independently as well as jointly. The functional sequence is specified by the control unit: After the start command, the stepper motor positions the digital preselection I, which is a corresponding forward stroke of the strand, the size of which is determined by the diameter of the drive roller and the preselected number of steps of the Engine. For example, a step number of 51 for a stepper motor with a step angle of ^ Cl, 8 ° results in a

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Antriebsrolle mit einem Durchmesser von 50 mm 0 zu einem Hub von 40 mm, entsprechend wird für den gleichen Hub nur eine Schrittanzahl von 13 benötigt, wenn der Durchmesser der Antriebsrolle 200 mm 0 beträgt. Nach erfolgter Positionierung wird mit dem Ausgangssignal COINZ I das Zeitglied für die von 0 bis 10 s in Schritten von 0, 01 s digital vorwählbare Haltedauer II angesprochen, das nach Ablauf mit dem Eingangssignal INDEX II den Schrittmotor in Linksdrehrichtung die digital einzustellende Vorwahl II positioniert, was zu einem entsprechenden Rückwärtshub des Stranges führt. Nach erfolgter Positionierung wird jetzt mit dem Ausgangssignal COINZ II das Zeitglied für die ebenfalls von 0 bis 10 s digital vorwählbare Haltedauer I angesprochen, nach dessen Ablauf mit dem Eingangssignal INDEX I der Zyklus aufs Neue beginnt.Drive roller with a diameter of 50 mm 0 to a stroke of 40 mm, accordingly only one number of steps is required for the same stroke of 13 is required if the diameter of the drive roller is 0 200 mm. After positioning, the output signal COINZ I the timer for the holding period II, which can be digitally preselected from 0 to 10 s in steps of 0.01 s, is addressed after Sequence with the input signal INDEX II the stepper motor in counterclockwise direction of rotation the digitally set preselection II positions what leads to a corresponding backward stroke of the strand. After positioning, the output signal COINZ II the timer for the hold time I, which can also be digitally preselected from 0 to 10 s, is activated after it has elapsed with the input signal INDEX I the cycle begins again.

Die für die Geschwindigkeit der Schrittmotore bestimmende Betriebsfrequenz wird über einen Geschwindigkeitssteller eingestellt. Eine Erhöhung der Betriebsfrequenz würde zu einer Erhöhung der Strangabzugsgeschwindigkeit und damit bei sonst unveränderten Betriebsbedingungen zu einem Anstieg der Temperatur des aus der Kokille austretenden Stranges und umgekehrt führen. Mit Hilfe eines geeigneten angepaßten Reglers kann die Temperatur des austretenden Stranges durch Veränderung der Strangabzugsgeschwindigkeit konstant gehalten werden.The operating frequency that determines the speed of the stepper motors is set using a speed controller. One An increase in the operating frequency would lead to an increase in the strand withdrawal speed and thus with otherwise unchanged operating conditions to an increase in the temperature of the one emerging from the mold Lead strand and vice versa. With the help of a suitably adapted controller, the temperature of the exiting strand be kept constant by changing the strand withdrawal speed.

Aus Fig. 5 ist das Zusammenwirken der drei Systemkomponenten Ziehvorrichtung, Anfahrstab und Ausguß bei Beginn des Gießprozesses ersichtlich. Der rohrförmige Anfahrstab 34 wird von der oder den Antriebsrollen 11 und Andruckrollen 10 erfaßt. Er ist bis zur Eintritts-Öffnung der Kokille 33 in diese eingeführt, wo er mit der ringförmigen Dichtung 37 am Schnorchel 31 anliegt, um ein Eintreten von Schmelze in den schmalen Ringspalt zwischen Kokille 33 und Anfahrstab 34 zu verhindern. In der vorderen Öffnung des rohrförmigen AnfahrstabesFrom Fig. 5 is the interaction of the three system components pulling device, starting rod and spout at the beginning of the casting process evident. The tubular starting rod 34 is grasped by the drive roller or rollers 11 and pressure rollers 10. He is up to the entrance opening the mold 33 is introduced into this, where it rests with the annular seal 37 on the snorkel 31 to prevent the ingress of melt in the narrow annular gap between mold 33 and starting rod 34 to prevent. In the front opening of the tubular approach rod

sind ein querliegender Stift 36, der neben einem Verschweißen eine formschlüssige Verbindung zwischen Gießstrang 38 und Anfahrstab schafft, und die beiden Triggerkontakte 35, die bei der Berührung mit der eingedrungenen Schmelze das Signal für das Zeitrelais der Startverzögerung liefern, untergebracht. Die durch die konische Form der Innenbohrung des Auslaufsteins 31 bewirkte Ausbildung der Erstarrungsfront 40 zwischen dem erstarrten Gießstrang 38 und der flüssigen Schmelze 39 verhindert ein Einfrieren des Stranges im Auslaufkanal und ermöglicht ein leichtes Abziehen des erstarrten Stranges.A transverse pin 36, which, in addition to welding, creates a positive connection between the cast strand 38 and the start-up rod, and the two trigger contacts 35, which provide the signal for the time relay of the start delay when touching the penetrated melt, are housed. The formation of the solidification front 40 between the solidified cast strand 38 and the liquid melt 39 brought about by the conical shape of the inner bore of the outlet block 31 prevents the strand from freezing in the outlet channel and enables the solidified strand to be pulled off easily.

Claims

Thyssen Edelstahlwerke Aktiengesellschaft claims

1. Horizontal continuous caster for metals and their alloys with continuous or discontinuous strand pull-out movement, consisting of a warming vessel with a horizontal outlet, downstream cooled mold and electromotive pulling device, characterized in that the pulling device is attached to the strand gives oscillating movement between a maximum and a minimum value within each stroke.

2. Continuous casting plant according to claim 1, characterized in that the The drive for the pulling device is at least one AC-powered stepper motor.

3. Continuous casting plant according to claim 2, characterized in that an electronic control system is provided for regulating the operating frequency of the stepper motor or motors as a function of the strand outlet temperature.

4. Continuous caster according to claim 3 with at least two in a row Stepper motors arranged in the direction of strand passage, characterized in that the electronic control system for synchronization the stepper motor is designed, each motor being assigned its own power output stage.

5. Continuous casting plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the pairs of rollers of the pulling device at an angle to the Su-anglängsachse are posed.

6. Continuous casting plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the pairs of rollers are equipped with means for exerting a pressure that plastically deforms the strand.

7. Continuous caster according to one of claims 1 to 6, with start-up strand, characterized in that the starting line has a tubular shape sealingly placed against the spout in the region of the mold Has section in which trigger contacts are arranged.

8. Continuous casting plant according to claim 7, characterized in that in the tubular section of the starting strand anchoring elements, such as a transversely inserted pin, knobs or the like are provided,

9. Continuous casting plant according to claim 1, characterized in that the outlet has a pipe section extending into the melt having an inner bore that widens conically to the mold.

10. Continuous casting plant according to claim 9, characterized in that the pipe section made of stabilized or partially stabilized zirconium oxide consists.