DE3126385C2

DE3126385C2 - Verfahren zum Stranggießen von Stahlbrammen

Info

Publication number: DE3126385C2
Application number: DE3126385A
Authority: DE
Inventors: Koji Kagaya; Katsuhiro Fukuoka Kawashima; Hiroo Sakai Osaka Okada; Osamu Tsubakihara
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1980-07-03
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1986-03-20
Also published as: NL8103206A; IT8148812A0; IT1171357B; NL180285C; GB2080716A; JPS5941829B2; US4460033A; FR2485965A1; DE3126385A1; GB2080716B; JPS5717360A; FR2485965B1; NL180285B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Stahl, bei welchem eine Bramme von guter Qualität erhalten wird, indem man den Querschnitt der nichtverfestigten Zone der Bramme in Querrichtung derselben während des Gießens überwacht und das Kühlmuster so steuert, daß der Querschnitt einem vorherbestimmten Standardquerschnitt entspricht.

Description

6/a =1,1 bis 2,5,

wobei a die Dicke des zentralen Teils des Sumpfs in der Querrichtung der Bramme in mm sowie b die Dicke der Kantenteile derselben in mm ist, und daß der Sumpf einen dünnen Abschnitt aufweist, der etwa in dem mittleren Abschnitt der Bramme, in deren Querrichtung gesehen, liegt, sowie ein Paar verdickter Endabschnitte, die gegenüber den Längskanten der Bramme jeweils um einen Abstand nach innen angeordnet sind, der gleich ist dem 0,5- bis 1 ,5fachen der Dicke der Bramme.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf-Querschnitt der Bramme in deren Querrichtung durch Steuern des Sekundär-Kühlmusters und der Gießgeschwindigkeit gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf-Querschnitt der Bramme unter Verwendung eines beruhrungsfreien Ultraschall-Dickenmeßgeräts überwacht wird, wobei dessen Meßkopf in der Qugsrichtung der Bramme geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sumpf-Querschnitt der Bramme durch eine Vielzahl von berührungsfreien Ultraschall-Dickenmeßgeräten, die in der Querrichtung der Bramme angeordnet sind, überwacht wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es durch die FR-PS 15 67 737 bekannt ist Bei diesem bekannten Verfahren wird beim kontinuierlichen Gießen von Stahlbrammen vor deren vollständiger Erstarrung jene Stelle überwacht, die eine Strecke vor dem trichterartigen Ende des noch nicht erstarrten Sumpfs liegt, um während des Gießens in Abhängigkeit vom Überwachungsergebnis ein Sekundär-Kühlmuster zu steuern. Hierbei wird eine weitgehend punktförmig wirkende Ultraschallquelle verwendet, um sicherzustellen, daß beim Abtrennen der kontinuierlich gegossenen Stahlbramme in Einzelbrammen nicht ein noch nicht verfestigter B »-eich angeschnitten wird.

In den letzten Jahren wurde in der Stahlindustrie zur Erhöhung der Produktionsleistung das sogenannte kontinuierliche Gieß-Direktwalzverfahren (nachfolgend einfach als CC-DR-Verfahren bezeichnet) angewandt, bei welchem die Bramme noch in einem Hochtemperaturzustand, d. h. ohne Abkühlung, direkt an der Walzstufe einem nachfolgenden Walzvorgang unterzogen wird. Bisher war es jedoch erforderllich, bei diesem Verfahren die auf eine für das Walzen ungeeignete Temperatur abkühlenden Kantenteile der Bramme «iarch eine sogenannte Kantenheizung zu erwärmen, bevor die Bramme der Walzstufe zugeführt wurde.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt nun der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Weiterbildung des eingangs genannten, bekannten Verfahrens beim kontinuierlichen Guß einer Stahlbramme zu erreichen, daß diese praktisch ohne zusätzliche Energiezufuhr unmittelbar nach dem Guß ausgewalzt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Hierbei ist es wesentlich,

daß man an der Überwachungsstelle nicht nur das Vorliegen oder Nichtvorliegen des Sumpfes überwacht, sondern vielmehr das Profil des Sumpfes, und die Abkühlung derart regelt, daß die Abmessungen dieses Profils innerhalb vorgeschriebener Grenzen liegen. Die so erhaltene Bramme ist zur Anwendung des eingangs genannten, bekannten CC-DR-Verfahrens bestens geeignet, wurde aber nur in einem so geringen Maße abgekühlt, daß praktisch keine weitere Wärmezufuhr erforderlich ist.

In der nachfolgenden Beschreibung ist das der Erfindung zugrundeliegende Verfahren anhand der Zeichnung und anhand von Beispielen noch näher beschrieben.
F i g. 1 ist eine schematische Ansicht eines kontinuierlichen Gießverfahrens,

F i g. 2 bis F i g. 4 sind schematische Ansichten, welche die Querschnitte der nicht verfestigten Zonen in den Querschnitten der Brammen während der kontinuierlichen Gießstufen unter verschiedenen Gießbedingungen zeigen;

F i g. 5 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Verhältnis (b/a) der Dicke b von beiden Endteilen des Querschnitts der nichtverfestigten Zone in der Quer- oder Breitenrichtung einer Bramme zu der Dicke a des dazwischenliegenden Teils des Querschnitts und der Steigerungsrate an den Kantenteilen der Bramme zeigt;

Fig.6 ist ein Diagramm, welches die Beziehung zwischen dem Verhältnis (b/a) der Dicke b von beiden Endteilen des Querschnitts der nichtverfestigten Zone in der Quer- oder Breitenrichtung einer Bramme zu der Dicke a des dazwischenliegenden Teils des Querschnitts und der Ausgleichstemperatur an den Kantenteilen der Bramme zeigt;

F i g. 7 ist eine schematische Querschnittsansicht in der Längsrichtung einer Bramme, welche die Bramme expandiert zwischen Preßwalzen während des Stranggießens; zeigt;

F i g. 8 ist eine Querschnittsansicht in der Querrichtung einer Bramme, welche eine hohe Konzentration von gesteigerten Verunreinigungen in der Querrichtung der Bramme zeigt, die durch die Expansion der Bramme, wie in F i g. 7 gezeigt, verursacht wird;

F i g. 9 ist eine longitudinale Schnittansicht in der Längsrichtung der Bramme, welche die nichtverfestigte Zone in der Innenseite der Bramme während des Stranggießens zeigt;

F i g. 10 ist ein Diagramm, welches die Dicke der verfestigten Schicht in jedem Ort der in F i g. 9 gezeigten nichtverfestigten Zone zeigt;

F i g. 11 ist eine Querschnittsansicht in der Quer- oder Breitenrichtung der Bramme, welche den bevorzugten Querschnitt der nichtverfestigten Zone in dem Querschnitt einer Bramme gemäß der Erfindung zeigt;

F i g. 12 ist eine schematische Blockansicht, welche eine Steuervorrichtung für die Steuerung des Querschnitts der nichtverfestigten Zone in der Querrichtung einer Bramme gemäß der Erfindung zeigt; und

F i g. 13 ist ein Blockdiagramm, welches eine Steuerungsvorrichtung der Kühlung für eine Bramme zeigt.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird beim kontinuierlichen Gießen von Stahl eine Bramme 2 aus einer Form 1 mittels Treibwalzen 11 herausgezogen, durch eine Kühlzone und eine selbstkühlende Zone geführt, und mittels eines Gasbrennschneidgeräts 3 in eine Brammeneinheit 4 geschnitten. Die Brammeneinheit 4 wird dann einer anschließenden Walzstufe zugeführt. In dieser Stufe ist die Temperatur der Bramme 4 um so höher, je näher das Ende (Verfestigungsendpunkt) P des Trichters (nichtverfestigte Zone) 5 in der Bramme 2 bei dem Gasbrennschneidgerät 3 liegt Demzufolge besteht eines der Merkmale des CC-DR-Verfahrens darin, daß das Trichterende Pin der Nähe des Schneidpunktes für die Bramme 2 liegt Wenn daher das Profil des Querschnitts der durch die verfestigte Außenhaut der Bramme und den nichtverfestigten geschmolzenen Stahl im Innern derselben gebildeten Bramme mittels einer Brammenverfestigungsdtcke-Meßeinrichtung 6,6' an einem Punkt in der Nähe des Triehterendes Pbei den durch kontinuierliches Gießen unter verschiedenen Gießbedingungec iiergestellten Brammen überwacht wird, werden verschiedene Querschnitte erhalten, wie sie in Fig.2 bis Fig. 4 gezeigt werden. F i g. 2 zeigt einen Querschnitt der nichtverfestigten Zone in der Querrichtung einer Bramme 2, erhalten unter nahezu üblichen Kühl- und Gießgeschwindigkeiten. Wie in der Figur gezeigt wird, erstreckt sich die nichtverfestigte Zone 7 in der Querrichtung einer Bramme in nahezu gleichmäßiger Dicke, und die nichtverfestigte Zone 7 ist von einer verfestigten Zone 8 umgeben.

F i g. 3 zeigt einen Querschnitt der nichtverfestigten Zone T in der verfestigten Zone 8', den man erhält, wenn das Ausmaß der Kühlung an beiden Kantenteileft in der Querrichtung der Bramme 2' im Vergleich mit dem Ausmaß der Kühlung beim dazwischenliegenden Teil in der Querrichtung der Bramme verringert, ist und es hat der Querschnitt der nichtverfestigten Zone 7 eine Form, die einem Hundeknochen ähnelt Weiterhin ist wenn die Kühlrate an beiden Kantenteilen in der Querrichtung einer Bramme viel kleiner als die Kühlrate an dem dazwischenliegenden Teil in der Querrichtung der Bramme gehalten wird, oder der dazwischenliegende Teil nur rasch gekühlt wird, der dazwischenliegende oder zentrale Teil zuerst verfestigt und es ist dann, wie in F i g. 4 gezeigt wird, die nichtverfestigte Zone 8" der Bramme in zwei niehtverfestigte Zonen 7a und Tb unterteilt

Die Beziehung zwischen dem Querschnitt der nichtverfestigten Zone innerhalb der verfestigten Außenhaut der Bramme und dem Seigerungsverhältnis an den Kantenteilen der Bramme wird in F i g. 5 gezeigt Das heißt, der Querschnitt der nichtverfestigten Zone 7, wie er in F i g. 2 gezeigt wird, erstreckt sich in der Querrichtung der Bramme. Wenn die Verfestigung fortschreitet, wird die Größe der nichtverfestigten Zone herabgesetzt und die ausgeseigerten Verunreinigungen sind völlig dispergiert, so daß kein Problem hinsichtlich der Qualität der Bramme vorliegt obwohl die Ausseigerung der Verunreinigungen, wie Schwefel und dessen Verbindungen, in dem zentralen Teil konzentriert sein kann. Andererseits werden, wenn der Querschnitt der nichtverfestigten Zone einer Bramme die Form wie in F i g. 4 gezeigt aufweist, die Verunreinigungen in den nichtverfestigten Zonen 7a und Tb in jeder der Zonen ausgeseigert, wenn sich diese Zonen verfestigen, wodurch der Bramme eine unerwünschte Qualität verliehen wird. Auch kann, wie in F i g. 3 gezeigt wird, die nichtverfestigte Zone eine sogenannte Hundeknochen-Form annehmen, mit der expandierten, nichtverfestigten Zone T an jedem Ende, und mit einem relativ dünnen dazwischenliegenden Teil. Dieser Querschnitt fällt unter die zwei oben beschriebenen Querschnitte und stellt kein spezielles Problem für die Qualität der Bramme vom Standpunkt der Seigerung dar.

Andererseits wird in dem CC-DR-Verfahren die Temperatur von beiden Kantenteilen der Bramme bis zu einer Temperatur herabgüsetzt, die für ein Walzen ungeeignet ist, so daß es notwendig wird, eine Kantenheizung an beiden Kanten der Bramme durchzuführen.

Nun wire/in F i g. 6 die Beziehung zwischen dem Verhältnis b/a der Dicke a des dazwischenliegenden Teils des Querschnitts der nichtverfestigten Zone in dem Querschnitt einer Bramme zur Dicki b der expandierten Teile an beiden Enden des Querschnitts und der Ausgleichstempe/atur bei der Kantenheizung (der Temperaturanstieg der Kantenteile der Bramme, der erforderlich ist, um ein CC-DR-Verfahren zu ermöglichen) gezeigt. Das heißt in dem Querschnitt (b/a = 1,0) der nichtverfestigten Zone, wie sie in Fig.2 gezeigt wird, sifsd die Kanten teile rasch abgekühlt worden und demzufolge ist eine große Wärmemenge (Anstieg der Temperatur) für die Kantenheizung erforderlich. Andererseits sind in den in F i g. 3 und F i g. 4 gezeigten Querschnitten beide Kantenteile der Brammen auf hoher Temperatur, und es wird daher nur eine kleine Wärmemenge für die Kantenheizung benötigt. Demzufolge wird gemäß der vorliegenden Erfindung der optimale Querschnitt der nichtverfestigten Zone in dem Querschnitt einer Bramme durch zwei Faktoren — die Brammenqualität (der Seigerungszustand an den Kantenteilen) und die Energieersparnis (die zur Erwärmung der Kantenteile erforderliche Wärmemenge) — bestimmt und die Gießbedingungen werden so gesteuert, um diesen Querschnitt beizubehalten.

Außerdem ist eine Bramme mit einer nichtverfestigten Zone einer inneren Rißlrildung unterworfen. Das heißt, daß sich die Bramme 12, wie in F i g. 7 gezeigt wird, zwischen den Preßwalzen 10a und 106 in Abhängigkeit von der Höhe der Stranggießkokille bis zu dem Brammenteil ausdehnt, wie dies durch die gestrichelten Linien in F i g. 7 angedeutet wird, wenn ein statischer Druck auf die nichtverfestigte Zone 17 einer Bramme 12 ausgeübt wird. Die Ausdehnung verschwindet an den Walzen 1Oi, wodurch die Bramme sich unter Ausbildung von Rissen

126 an der Innenseite der verfestigten Zone 18 biegt. Geschmolzener Stahl fließt in den Riiü 126 in der nichtverfestigten Zone 7 und wird festgehalten. Daher erfolgt, wenn die Verfestigung in der nichiiverfestigten Zone 7 voranschreitet, mehr Segregation und der Gehalt an Verunreinigungen steigt an. Wenn daher nach der Verfestigung der Schwefelabdruck des Querschnitts der Bramme untersucht wird, werden die Risse 126 als

s punktförmige Bereiche mit einem hohen Gehalt an Verunreinigungen gefunden, wie dies in F i g. Jl gezeigt wird.

Das Auftreten von innen befindlichen Rissen ist daher wegen der sich bildenden Seigerung unerwünscht, und es treten die Innenrisse in der dünnen verfestigten Zone auf, und folglich in dem Teil, der einer Ausdehnung, wie sie in F i g. 7 gezeigt wird, unterworfen ist.

Als Ergebnis von vielen Versuchen wurde bestätigt, daß der Querschnitt der nichtverfestigten 21one der oben

Id beschriebenen Bramme von den Parametern, wie Stahlsorte, Abmessungen der gegossenen Bramme, Gießtemperatur, Gießgeschwindigkeit, Kühlbedingungen, etc., abhängt, jedoch wurde gefunden, daß der Querschnitt der nichtverfestigten Zone ein solcher einer guten Bramme ohne Innenrisse bei jeder Position war, wenn die Überwachungspositionen für die nichtverfestigte Zone 25 einer Bramme 22 wie in F i g. 9 bei a bis ^angeordnet waren.

F i g. 10 zeigt eine Kurve 26, die man durch Auftragen eines gewünschten Wertes der Dicke der verfestigten Außenhaut in jeder Position der Bramme erhält, die theoretisch geklärt und experimentell bestätigt wurde. Die Kurve wird beispielsweise durch die folgenden Gleichungen wiedergegeben:

A fl

Wenn Λ < ist, dann ist di = k {fflvund

wenn di > ist, dann ist di = D — ^C—fli/v

In diesen Gleichungen ist A die Dicke einer Bramme, B bedeutet die Breite der Bramme, di ist die Dicke der verfestigten Außenhaut der Bramme, k ist ein Erstarrungskoeffizient, Iiist der Abstand zwischen dier Gießposition und der Überwachungsposition, ν ist die Gießgeschwindigkeit, D ist die Dicke einer Bramme und C und β sind Koeffizienten.
Nach den obigen Gleichungen kann die gewünschte Dicke der nichtverfestigtem Zone unmittelbar aus der gewünschten Dicke der verfestigten Außenhaut der Bramme erhalten werden. Das heißt, die Dicke der nichtverfestigten Zone ist die Dicke der Bramme minus der Dicke der verfestigten Außenhaut der 3ramrrie. In F i g. 10 gibt die Zone Wdie Dicke der verfestigten Außenhaut der Bramme und die Zone Sdic Dicke der nichtverfestigten Zone in der Bramme an. Diese Dicken sind diejenigen an dem dazwischenliegenden oder zentralen Teil einer Bramme in dem Querschnitt.

Nun wird ein bevorzugtes Gießergebnis nicht immer nur aus der Dicke der nichtverfestigten Zone in einer Bramme erzielt. Mit anderen Worten gesagt, dehnen sich beide Endteile in der nichitverfestigten Zone mit der hundeknochenähniichen Form übermäßig aus, wenn die Kühlung einer Bramme unsachgemäß gesteuert wird, und die nichtverfestigte Zone wird in zwei Teile 7a und 76 in einer Stellung in der Näihe des Trichterendes geteilt, wie dies durch F i g. 4 erläutert wird, und dieser Vorgang verursacht eine übermäßige Seigerung. Das heißt, es ist

allein durch Überwachung der Dicke der nichtverfestigten Zone in einer spezifischen Position in der Querrichtung der Bramme nur schwierig zu bestimmen, ob die Kühlung der Bramme richtig oder nicht richtig erfolgt

So wurden gute Ergebnisse erhalten durch Vorherbestimmen der Position des Trichterendes /'einer Bramme (in F i g. 1), durch Bestimmen eines Standard- oder optimalen Querschnitts der nichtverfestigten Zone, der keine Innenrißbildung verursacht und keine übermäßige Seigerung über jede der Dimensionen der Bramme bewirkt,

der Stahlsorte, der Gießtemperatur, und der Gießgeschwindigkeit bei jeder Überwachungsposition, und durch Steuerung der Gießbedingungen derart, daß der tatsächlich überwachte Querschnitt (d. h. der Querschnitt in der Querrichtung) der gleiche wie der vorherbestimmte Querschnitt ist, oder daß dk Differenz jrwischen den Querschnitten auf ein Minimum herabgesetzt wird. Em Beispiel der Standard-Querschnitte ist in F i g. 11 erläutert.

so In diesem Falle ist als Maß für die Angabe des Querschnittes der nichtverfestigten Zone der Bramme ein Verhältnis 6/a vorhanden, wenn die Dicke der nichtverfestigten Zone 37 des dazwischenliegendem Teils in dem Querschnitt der Bramme 32 als a, und die Dicke der nichtverfestigten Zone 37 von beiden Kamienteilen der Bramme als 6, wie in Fig. 11 gezeigt, definiert ist, und zur Vermeidung der Bildung der Querschnitte mit den nichtverfestigten Zonen 7a und 76, wie in Fig.4 gezeigt, ist es zur Aufrechterhaltung der guten Qualität der

Bramme erforderlich, daß das Verhältnis kleiner als 2A insbesondere kleiner als 1,8 ist, wie dies in F i g. 5 gezeigt wird. Ferner ist es zur Herabsetzung der für die Heizung der Kantenteile der Bramme benötigten Wärmemenge, d. h. zum Zweck der Energieeinsparung, die eines der Ziele der vorliegenden Erfindung ist, erforderlich, daß das oben beschriebene Verhältnis 6/a, welches den Querschnitt der nichtverfestigten Zone angibt, größer als 1,1 ist wie dies in F i g. 6 gezeigt wird. Demzufolge wird zum Aufrechterhalten einer guten Qualität der Bramme und

zum Zwecke der Energieeinsparung das Verhältnis 6/a für die vorliegende Erfindung mit einem Wert im Bereich von 1,1 bis 2p definiert Durch Auswahl des oben definierten Verhältnisses wird eine Bramme erhalten, die hinsichtlich von sowohl Qualität als auch Energieersparnis optimal ist

Weil ferner gemäß der vorliegenden Erfindung der vorerwähnte Querschnitt, zumindest in der Nähe des Trichterrandes, aufrecherhalten bleiben muß, muß die Überwachungsposition des Querschnitts der nichtverfestigten Zone in dem Querschnitt einer Bramme 1,5 bis 20% vor dem Trichterende liegen, wenn die Gesamtlänge der Bramme in Längsrichtung zwischen dem Meniskus des geschmolzenen Stahls and dem Trichterende als 100% bezeichnet wird Der dünne Teil des Querschnittsprofils der nichtverfestigtein Zone einer Bramme ist bei etwa dem mittleren Teil derselben angeordnet Die expandierten Teile an beiden Enden derselben sind von den

Kanten der Bramme um die Distanz des 0,5- bis l,5fachen der Dicke der Bramme entfernt angeordnet. Wenn die expandierten Teile der nichtverfestigten Zone in der Bramme in diesen Positionen sind, ist der dünne Teil der nichtverfestigter. Zone 2 mm dick oder dicker. Diese Position kann auch, wie folgt, durch Zeitangaben ausgedrückt werden. Das heißt, die Position ist innerhalb von 0,5 bis 5 Minuten vor dem Abschluß der Verfestigung. Wenn daher die Überwachung des Querschnitts 5 Minuten vor dem Abschluß der Verfestigung der Bramme durchgeführt wird, ist der Einfluß der Form des Querschnitts der nichtverfestigten Zone auf die Seigerung noch zu g^i'fng, und wenn die Überwachung in kürzerer Zeit als 0,5 Minuten vor dem Abschluß der Verfestigung durchgeführt wird, ist es schwierig, den nichtverfestigten Teil zu überwachen, wenn man die Genauigkeit eines Dickenmeßgerätes für eine verfestigte Außenhaut berücksichtigt. Eine zufriedenstellende Überwachung des Querschnitts kann durch Vergleich der Dicke von b bei den expandierten Teilen 37m und 37η mit den Dicken des zentralen Teils 37p in der nichtverfestigten Zone 37 einer Bramme, wie sie in F i g. 11 gezeigt wird, durchgeführt werden, jedoch wird, wie es der Fall sein kann, ein gutes Ergebnis durch eine Feinunterteilung der Überwachungsposition in der Querrichtung der Bramme und einen Vergleich der gemessenen Dicke bei jeder Überwachungsposition, erzielt.

Es wird bevorzugt, die Dicke der nichtverfestigten Zone durch Verwendung einer Überwachungsvorrichtung mit Abtasten in der Querrichtung einer Bramme zu überwachen, jedoch können viele Überwachungsvorrichtungen an entsprechenden Positionen beziehungsweise an genau festgelegten Positionen in der Querrichtung einer Bramme placiert seir>i wo es kann der Querschnitt so von vielen Positionen aus überwacht werden.

Bevorzugt wird ein berührungsi'reies elektromagnetisches Ultraschall-Dickenmeßgerät zur Überwachung der Dicke der verfestigten Außenhaut oder der nichtverfestigten Zone anstelle eines herkömmlichen Dickenmeßgerätes, bei dem ein Kontakt mit dem zu messenden Objekt erfolgt, verwendet. Der Grund ist folgender. Im Falle eines beispielsweise eingesetzten herkömmlichen Dickenmeßgerätes, das Ultraschallwellen verwendet, ist es erforderlich, einen Ultraschall-Leiter, wie beispielsweise eine Walze, Wasser oder öl, unmittelbar zu verwenden, und es werden sich daher im Falle der Überwachung einer Hochtemperatur-Bramme mechanische Abnutzungserscheinungen oder Riefen auf der Oberfläche einer Bramme im Falle der Verwendung einer Walze ausbilden, und die Bramme wird teilweise unterkühlt c.der es werden im Falle der Verwendung eines Kühlmediums, wie Wasser, Oberflächenrisse verursacht werden. Durch Verwendung eines berührungsfreien elektromagnetischen Ultraschall-Dickenmeßgerätes werden die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten vollständig überwunden. Das bevorzugte berührungsfreie elektromagnetische Ultraschall-Dickenmeßgerät, das in der vorliegenden Erfind ng verwendet wird, ist in den japanischen Patentveröffentlichungen (OPI) 98,290/79, 95,288/79 und 98,289/79, die sämtlich vom gleichen Anmelder stammen, beschrieben.

Es ist auch für die Anwendung des CC-DR-Verfahrens erforderlich, eine Bramme mit richtigen Abmessungen und mit einer Temperatur, die für ein geeignetes Walzen hoch genug ist, zuzuführen, und es ist daher unbedingt erforderlich, die Gießbedingungen so zu steuern, daß das Trichterende einer in der Endstufe der kontinuierlichen Gießstufe gebildeten Bramme in der Nähe der Zuführungsseite einer Brammen-Schneidvorrichtung angeordnet ist. Daher wird bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Dickenmeßgerät vor einer Schneidvorrichtung (gewöhnlich ein Gasschneider) zur Messung der Dicke der verfestigten Außenhaut einer Bramme und der Dicke der nichtverfestigten Zone placiert, und es werden, falls der so überwachte Wert von dem vorherbestimmten Standardwert abweicht, die Gießbedingungen derart gesteuert, daß der Unterschied zwischen den Werten kleiner wird, und dadurch die Lage des Trichterendes in der Bramme (d. h. die Abschlußposition der Verfestigung) dazu gebracht wird, mit der vorherbestimmten Position zusammenzufallen.

Fig. 12 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches ein Steuerungsverfahren dieser Erfindung zeigt. Ein Überwachungssignal von einem Ultraschall-Dickenmeßgerät (Meßgerät für die Dicke der verfestigten Außenhaut) 43 wird zu einer Signalaufnahmeeinrichtung 44 gesandt und dadurch der Querschnitt des Trichters, d. h. der nichtverfestigten Zone 42 in der Querrichtung einer Bramme 41 bestimmt Dann wird das Querschnittsignal zu einer vergleichenden arithmetischen Einheit 45 gesandt, in welcher der Querschnitt mit einem vorherbestimmten Standard-Querschnitt verglichen und die Differenz in eine Einrichtung 46 zur Bestimmung der Notwendigkeit einer Steuerung eingegeben. Wenn die vorerwähnte Differenz in einem zulässigen Bereich liegt, wird von der Einrichtung 46 kein Signal abgegeben, wenn jedoch die Differenz außerhalb des zulässigen Bereiches liegt, wird das Korrektursignal zu einer Einrichtung 47 gesandt, die über das anzuwendende Steuerungssystem entscheidet In der Einrichtung wird bestimmt, ob nur eine Steuerung der Kühlung, oder eine Steuerung der Kühlung und eine Steuerung der Gießgeschwindigkeit notwendig ist, und es werden gemäß der Bestimmung ein die Kühlung steuernder Operator 48 und ein die Gießgeschwindigkeit steuernder Operator 49 betätigt und dadurch Ventilvorrichtungen 50 oder ein Ausführungswalzen-Motor 51 inganggebracht Auf diese Weise wird die Kühlwassermenge (Wasser oder Wasserschleier) aus den Düsen 52 gesteuert oder die Geschwindigkeit der Ausführungswalzen 53 geändert

F i g. 12 ist die Ausführungsform in dieser Erfindung, jedoch können erfindungsgemäß auch andere Systeme eingesetzt werden. Beispielsweise kann das System von der Signalaufnahmeeinrichtung zu den die Kühlung und die Gießgeschwindigkeit steuernden Operatoren in Form einer Computer-Steuerungseinrichtung ausgelegt sein, um die Signaleinstelloperation zur Steuerungsoperation in unmittelbarer Aufeinanderfolge durchzuführen.

Fig. 13 ist ein partielles Blockdiagramm, welches die Kühlungssteuerung im Detail zeigt In dieser Ausführungsform sind 21 Kühldüsen 61 in einer Kühleinheitszone 64 einer Bramme 62 angeordnet wobei die Düsen in fünf Gruppen gegliedert sind. Wenn beispielsweise die Temperatur der Kantenteile der Bramme 62 zu stark herabgesetzt ist werden die Steuerventile 63 für die Durchflußmenge der Düsengruppe 3 und 5 so gesteuert, daß die Durchflußmenge des Wassers verringert wird, und wenn die Temperatur des mittleren Teils der Bramme einen zu hohen Wert erreicht, wird das Steuerventil 63 der Düsengruppe 1 die Durchflußmenge so steuern, daß die Kühlung beschleunigt wird

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1
Kühlmuster-Steuerung

Während eine 250 mm dicke und 1300 mm breite Bramme durch kontinuierliches Gießen bei einer Gießgeschwindigkeit von 1,6 m/Minute erzeugt wurde, wurde der Querschnitt der nichtverfestigten Zone in der Querrichtung- der Bramme aus eiiier Position von 3,8 m vor dem erwarteten Endpunkt des Trichters (der Position von 1£),8% vom Endpunkt weg, wenn die Distanz zwischen dem Meniskus des geschmolzenen Stahls in der Stranggießkokille und dem erwarteten Trichterendpunkt in der Längsrichtung der Bramme 100% ist) durch ίο Abtasten in der Querrichtung der Bramme unter Verwendung eines berührungsfreien Ultraschall-Dickenmeßgeräts überwacht. Die Differenz zwischen dem so überwachten Querschnitt und dem Standard-Querschnitt war so, wie sie in der Tabelle I gezeigt wird, und das Kühlmuster der Bramme wurde, wie in Tabelle IV gezeigt, geändert, wobei als Ergebnis der Querschnitt der nichtverfestigten Zone der Bramme nach etwa 13 Minuten beinahe der gleiche wie der des Standard-Querschnitts wurde. Die Überwachung des Endproduktes zeigte keine Innenrisse und die Seigerung lag nicht über einem zulässigen Bereich. Auch konnte bei direkter Zuführung der so erhaltenen Bramme in die Walzstufe die zur Erhöhung der Temperatur an den Kantenteilen der Bramme ;■'; erforderliche Wärmemenge im Vergleich zu dem Fall, wo die Querschnittskontrolle gemäß der vorliegenden

•,: Erfindung nicht durchgeführt wurde, erheblich herabgesetzt werden. In der Tabelle I wurden die Bezugsziffern

^ 37m, 37n und 37p für die Bezeichnung der Endteiie beziehungsweise des zentralen Teils der nichtvcrfcstigtcn

^ 20 Zone 37 der Bramme 32 verwendet, w'n dies in F i g. 11 angegeben ist. Außerdem war jede der Positionen 37m

x- und 37n in einer Position von 200 mm (das 0,8fache der Dicke der Bramme) im Innern der Kante der Bramme.

$
Tabelle I

g 25 Position in der Querrichtung b/a Temperatur-

der nichtverfestigten Zone anstieg

37m 37/j 37p (⁰C)*)

Standard-Querschnitt 29 mm 29 mm 24 mm 1,21 —

Überwachter Querschnitt 39 mm 37 mm 38 mm 0,97—1,03 120

Querschnitt nach Korrektur 28 mm 29 mm 24 mm 1,17 — 1,21 75

*) Anden Kantenteilender Bramme
Beispiel 2

Kühlmuster-Steuerung

Es wurde durch kontinuierliches Gießen unter den gleichen Gießbedingungen wie im Beispiel 1 eine Bramme mit den gleichen Abmessungen wie im Beispiel 1 hergestellt. Während des Gießens wurde der Querschnitt der nichtverfestigten Zone in der Querrichtung der Bramme von einem Punkt 2 m (5,7%) vor dem erhärteten Trichterendpunkt überwacht Die Differenz zwischen dem überwachten Muster und dem Standardmuster wird in Tabelle II gezeigt, wobei das Kühlmuster, wie in Tabelle IV angegeben, geändert wurde. Als Ergebnis wurde der Querschnitt nach etwa 16 Minuten nahezu der gleiche wie der Standard-Querschnitt Es wurde bestätigt gefunden, daß keine Probleme im Zusammenhang mit der Produktqualität auftraten und daß die zur Erhöhung der Temperatur an den Kantenteilen der Bramme bis zu einem für das CC-DR-Verfahren geeigneten Zustand erforderliche Wärmemenge beträchtlich herabgesetzt werden konnte.

Tabelle II

Position in der Querrichtung b/a Temperatur-

der nichtverfestigten Zone anstieg

37m 37n 37p (⁰C)*)

Standard-Querschnitt 48 mm 48 mm 24 mm 2,0 —

Überwachter Querschnitt 32 mm 31mm 31mm 1,0—1,03 120

Querschnitt nach Korrektur 49 mm 48 mm 24 mm 2,00—2,04 20

*) An den Kamenteilen der Bramme
60

Beispiel 3

Steuerung der Gießgeschwindigkeit und des Kühlmusters

Es wurde bei den gleichen Gießbedingungen wie im Beispiel 1 eine Bramme mit den gleichen Abmessungen wie im Beispiel 1 hergestellt Während des Gießens wurde der Querschnitt der nichtverfestigten Zone in der Querrichtung der Bramme bei der gleichen Position wie im Beispiel 1 überwacht Die Differenz zwischen dem überwachten Querschnitt und dem Standard-Querschnitt ist in Tabelle III angegeben. Die Gießgeschwindigkeit

wurde in 1,5 m/Minute geändert, und die Kühlwassermenge, wie in Tabelle IV angegeben, geändert. Als Ergebnis wurde der Querschnitt der nichtverfestigten Zone auf beinahe den gleichen Querschnitt wie der Standard-Querschnitt gebracht. Es wurde bestätigt gefunden, daß keine Probleme hinsichtlich der Qualität des Produktes ; auftraten und die zur Erhöhung der Temperatur an den Kantenteilen der Bramme erforderliche Wärmemenge

konnte beträchtlich verringert werden. 5

Tabelle III

■ , Position in der Querrichtung b/a Temperatur-

.·■ der nichtverfestigten Zone anstieg ₁₍₎

37m 37n 37p (°C)*)

Standard-Querschnitt 35 mm 35 mm 24 mm 1,5 —

Überwachter Querschnitt 35 mm 31mm 33 mm 0,94-1,06 120

Querschnitt nach Korrektur 35 mm 34 mm 24 mm 1,42—1,5 40 15

*) Anden Kantenteilen der Bramme
Tabelle IV 20

—

; Beispiel Kühlgruppe Kühlwassermenge nach der Korrektur

bezogen auf die Kühlwassermenge vor der Korrektur ; (o/o)

1	125
2,4	115
3,5	110
1	107
2,4	75
3,5	70
1	105
2	85
3	70
4	90
5	80
	Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

30 35 40 45 50 55 60

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Stranggießen von Stahlbrammen, wobei man vor der vollständigen Erstarrung der Bramme deren Sumpf an einer Stelle überwacht, die um eine Strecke vor dem trichterartigen Ende des

Sumpfs liegt, und wobei man während des Gießens in Abhängigkeit vom Überwachungsergebnis ein Sekundär-Kühlmuster steuert, dad'urch gekennzeichnet, daß die Strecke etwa 1,5 bis 20% der Länge der Bramme zwischen dem Sumpfende und dem Schmelzenspiegel des Stahls beträgt, und daß man das Profil des Sumpfs an der Stelle derart überwacht und einstellt, daß es der folgenden Bedingung entspricht: