DE3509932A1

DE3509932A1 - Verfahren zum anfahren einer stranggiessanlage

Info

Publication number: DE3509932A1
Application number: DE19853509932
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 8214 Bernau Kreuzberg; Bernhard Dipl.-Ing. Dipl.-Kfm. Zollikerberg Tinnes
Original assignee: Metacon AG
Current assignee: Metacon AG
Priority date: 1985-03-19
Filing date: 1985-03-19
Publication date: 1986-10-02
Also published as: GB8606318D0; SE8601241D0; GB2172532A; FR2579120B1; ZA861927B; CA1267520A; IN165386B; ES8702190A1; DE3509932C2; AT389257B; SU1528335A3; US4770230A; ATA73086A; IT1186231B; JPH0741380B2; BE904428A; CH671535A5; MX163421B; IT8523087A0; FR2579120A1

Description

11.12.1984 KXR/Su/me

^PA3 5 O 9 9 3 2

METACON AKTIENGESELLSCHAFT

Oeriikonerstr. 88

CH-8057 Zürich

Verfahren zum Anfahren einer Stranggiessanlage

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren einer Stranggiessanlage, insbesondere zum Vergiessen von Stahlschmelze mittels eines an einem Zwischengefäss angeordneten, regelbaren Ausgussverschlusses in eine Kokille, in der bei konstanter Abzugsgeschwindigkeit des gegossenen Stranges mit Hilfe von Mess- und Regeleinrichtungen der Badspiegel innerhalb einer Messstrecke auf einem Sol!füllstand gehalten wird. In der DE-OS 29 289 01 ist bereits ein Verfahren zum Angiessen beim Stranggiessen von Metallen behandelt worden, gemäss dem der als Strahlungsquelle dienende Badspiegel in der Kokille von einem senkrecht darauf gerichteten optischen Strahlungsempfänger überwacht wird, der eine Betätigungseinrichtung für den Stopfenverschluss eines Zwischengefässes steuert. Dabei soll es wesentlich sein, dass das Einleiten des Metalles in die Kokille und der Beginn des Absenkens des Anfahrkopfes bzw. Kaltstranges als Funktion des Abstandes zwischen Strahlungsquelle und Strahlungsempfänger und der Zeit erfolgt. Auszuübende Verfahrensschritte sind jedoch nicht angeführt und ausserdem haben sich optische Messeinrichtungen in der rauhen Praxis des Giessbetriebes nicht bewährt.

Grundsätzlich gibt es Regeleinrichtungen für den automatischen Betrieb von Stranggiessanlagen mit verschiedenen, vorwiegend radiometrisch oder elektromagnetisch wirkenden Messeinrichtungen. So seit langem für die Badspiegelkontrolle in der Kokille durch Abzugsregelung des Giessstranges, wobei der flüssige Stahl der Kokille über eine Düse mit konstant gehaltenem Durchflussquerschnitt zufliesst und die Abzugsgeschwindigkeit des Stranges geregelt wird. Ferner auch für die inzwischen als bevorzugte Technologie angewendete Zuflussregelung, gemäss der die Abzugsgeschwindigkeit des Stranges konstant bleibt und der Zufluss des flüssigen Stahls in die Kokille geregelt wird, bevorzugt mit einem Schieberverschluss, der

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regeltechnischen Anforderungen eher gerecht wird als beispielsweise ein Stopfenverschluss. Sowohl bei der Abzugs- als auch bei der Zuflussregelung geht es darum, einen gewählten Soll füll stand in der Kokille, innerhalb einer durch eine Messeinrichtung kontrollierten Messstrecke, automatisch geregelt einzuhalten.

Demgegenüber befasst sich vorliegende Erfindung mit dem Anfahren einer mit Zuflussregelung ausgestatteten Stranggiessanlage noch bevor die Soll füllstandsregelung eingesetzt hat, also mit dem Abschnitt zwischen Giessbeginn - gleichbedeutend mit dem Einfüllen der Schmelze in das die Kokille beschickende, einschliesslich des Ausgussverschlusses z.B. vorerhitzte Zwischengefäss und der wirksam werdenden Sol!füllstandsregelung. Aufgabe der Erfindung ist es, für diesen Abschnitt mit vorbestimmten Verfahrensschritten einschliesslich der Einschaltung des Strangabzuges einen für die Strangfestigung am Anfahrkopf und die Aufwärmung des Schieberverschlusses optimalen und damit betriebssicheren Angiessablauf wiederholbar festzulegen.

Diesbezüglich ist noch hervorzuheben, dass bisher während des Auffüllens des Zwischengefässes mit Schmelze der Ausgussverschluss geschlossen gehalten wurde, um Anfrierungen von Schmelze in der Durchflussöffnung zu vermeiden.

Die gestellte Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der beim Angiessen in das Zwischengefäss voll geöffnete Ausgussverschluss von dem in der Kokille ansteigenden Istfüllstand an einer ersten Signalebene in eine voreingestellte Drossel position gebracht wird zum Regeln des weiteren Anstieges des Istfüll Standes bis zur Uebernahme durch die Regelung für den Soll füll stand unter Einschalten des Strangabzuges an einer zweiten Signalebene. Dadurch ist es möglich, den ansteigenden Istfüllstand sanft und zielstrebig in den Sollfüllstand überzuleiten, indessen einerseits der junge Strang genügend Zeit erhält sich zu festigen, aber andererseits eine zulängliche Angleichung des Ausgussverschlusses an die Betriebstemperatur durch ausreichend durchfliessende Schmelze stattfindet. Somit sind Strangschäden durch Abriss und ferner Verstopfungen im Durchflussquerschnitt des Ausgussverschlusses durch Einfrieren der Schmelze vorgebeugt, bzw. die Voraussetzung für einen optimalen Anfahrbetrieb erfüllt.

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Im allgemeinen sind die Drosselposition des Schieberverschlusses und der damit eingeleitete weitere Anstieg des IstfüllStandes sowie der Zeitpunkt zum Einschalten des Strangabzuges im wesentlichen Funktionen des Strangfestigungsprozesses in der Kokille und des Aufwärmprozesses im Schieberverschluss in Abhängigkeit des Strangquerschnittes und den physikalischen Eigenschaften der Schmelze. Dementsprechend werden für jedes Strangformat eigens Zeitabläufe für die Verfahrensschritte festgelegt, wobei das völlige Offenhalten des Ausgussverschlusses während möglichst langer Zeit und das Vermeiden eines Ueberfüllens der Kokille als eingrenzende Kriterien gelten.

Nach einer bevorzugten Verfahrensweise des erfindungsgemässen, sogenannten offenen Angiessens wird die Steiggeschwindigkeit des IstfüllStandes bis zur Messstrecke des Soll füll Standes gemäss einer vorbestimmten Zeitkennlinie innerhalb der voreingestellten Drosselposition des Ausgussverschlusses geregelt wobei die Zweite zum Einschalten des Strangabzuges dienende Signalebene im Bereich der Zeitkennlinie oder im Bereich der Messstrecke für den Sol!füllstand angeordnet ist.

Im weiteren besteht ein Merkmal der Erfindung darin, dass nach eingeschaltetem Strangabzug eine regelbare Abzugsgeschwindigkeit die Bildung der Zeitkennlinie mitbewirkt, was umfassendere Regelmöglichkeiten zulässt.

Hinsichtlich der Drosselposition des Ausgussverschlusses schlägt die Erfindung im einzelnen vor, dass diese bei 25 bis 65 % des Füllstandes erfolgt und von 5 bis 30 % bei Knüppel- und kleinen Vorblockkokillen und von 15 - 50 % bei grossen Vorblock- und Brammenkokillen des vollen Oeffnungsgrades beträgt. Mit diesen Bereichen kann allen gängigen Strangformaten Rechnung getragen werden.

Zur Durchführung des Verfahrens hat sich als vorteilhaft eine Anordnung erwiesen, die unterhalb der zur Kontrolle des Soll füll Standes dienenden Messeinrichtung in der Kokillenwand als punktuelle Messstellen wirkende Thermoelemente für die Signalebenen aufweist. Eine solche Anordnung wird auch äusserst beengten Platzverhältnissen gerecht, die in der Kokillenumgebung meist vorherrschen. Ist dagegen ausreichend Platz vorhanden, dann bietet sich vorzugsweise eine Anordnung mit einer über den gesamten Koki11enfüllstand sich erstreckende, einheitliche Messeinrichtung.

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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen

Figur 1 das Prinzipschema einer Stranggiessanlage,

Figur 2 eine Verdeutlichung der Messstelle 13 nach Figur 1,

Figur 3 ein Diagram für das Anfahren der Anlage,

Figur 4 Positionen eines als Schieberverschluss ausgebildeten Ausgussverschlusses

Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Anfahrprogrammes.

In Figur 1 bedeutet 1 ein mittels eines Giessstrahls la aufzufüllendes Zwischengefäss, aus dem Stahlschmelze über einen regelbaren Ausgussverschluss in Form eines Schieberverschlusses 2 und ein daran angeschlossenes Giessrohr 3 einer wassergekühlten Stranggiesskokille 4 dosierbar zugeführt wird. Hierzu ist die Schieberplatte 5 des Verschlusses 2 mit einem Stellglied 6 mechanisch spielfrei gekoppelt, dessen jeweilige Betriebsposition von einem Stellungsmesser 7 registriert wird. Das Giessrohr 3 ragt mit seinem freien Ende in die Kokille 4 hinein, deren Soll füll stand 8 innerhalb einer Messstrecke 9 mittels einer aus einem Stabstrahler 10 und einem Zähler 11 bestehenden Messeinrichtung überwacht wird. Unterhalb der Einrichtung 10, 11 sind an der Kokille 4 mit vertikalem Abstand zueinander punktuelle Messstellen 12 und 13 vorgesehen. Sie weisen, wie aus Figur 2 ersichtlich, auswechselbar in die Wand der Kokille 4 eingebaute Temperaturfühler 14 auf, die im wesentlichen aus einem Thermoelement 15 - vorzugsweise ein elektrischer Heiss- oder Kaltleiter -, einer durch eine Druckfeder belasteten Fühlerhülse 16, einem Nippel 17 und einer elektrischen Anschlussverbindung 18 bestehen.

Der Kokille 4 nachgeordnet ist zunächst eine der Einfachheit wegen nicht dargestellte Sekundärkühlung und dann ein einen Kaltstrang 19 erfassender Strangabzug 20, der Treibwalzen 21 und deren Antrieb 22 sowie einen Antriebsregler 23 und einen Tachometer 24 aufweist. Letzterer gibt seine Messwerte zum einen an den besagten Antriebsregler 23, zum anderen an einen Prozessrechner 25, der ferner die Messwerte des den Oeffnungsgrad des Schieberverschlusses 2 kontrollierenden Stellungsmesser 7 und des Zählers 11 der Messeinrichtung 10, 11 sowie der Messstellen 12 und 13

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empfängt, verarbeitet und Steuerbefehle an das Stellglied 7 des Schieberverschlusses 2 und an den Regler 23 des Strangabzuges 20 erteilt. Dort ist die Abzugsgeschwindigkeit als Konstante festgelegt, was besagt, dass bei gleichbleibender Abzugsgeschwindigkeit des über dem Kaltstrang 19 gegossenen Stranges der Soll füll stand 8 in der Kokille 4 vorherrschend allein von der Zuflussseite her mittels des Schieberverschiusses 2 geregelt, aber dennoch, bei Giessbedingungen, die über den Regelbereich des Schieberverschlusses 2 hinausgehen, auf die Abzugsgeschwindigkeit Einfluss genommen wird, und zwar über den Antriebsregler 23 des Strangabzuges 20.

In Figur 3 wird das Anfahren einer Anlage am Beispiel eines Vorblockes mit 230 χ 230 mm Kantenlänge aufgezeigt. Bei Giessbeginn ist der Kaltstrang 19 eingefahren, der Abzugsantrieb 22 abgeschaltet und der Schieberverschluss 2 in die voll geöffnete Position gemäss Figur 4a gebracht, so dass sich über dem Kaltstrang 19 ein Istfüllstand 26 gemäss Figur 1 bildet, der rasch bis auf gleiches Niveau mit der Signalebene der Messstelle ansteigt und damit den Beginn zum Einfahren des Schieberverschlusses 2 in eine Drosselposition nach Figur 4b auslöst. Dadurch wird die Steiggeschwindigkeit des IstfüllStandes 26 verringert und gleichzeitig entlang einer im Prozessrechner 25 festgelegten Zeitkennlinie 27 geführt, bis zur unteren Signalebene 28 der Messstrecke 9. Hier erfolgt der Start des Strangabzuges 20 und gleichzeitig die Aufnahme des normalen Giessbetriebes mit dem Einfahren des Schieberverschlusses 2 in Betriebsposition nach Figur 4c zum Regeln des Soll füll Standes 8 innerhalb der Messstrecke Der Sol!füllstand 8 ist nach etwa 30 Sekunden erreicht, während der Start des Abzugsantriebes 22 nach Ablauf von 20 Sekunden erfolgt und die Verminderung der Steiggeschwindigkeit des IstfüllStandes 26 bereits nach 5 Sekunden einsetzt. Dabei liegen die gravierenden Stellen 29 und 12 etwa 81 % und 35 % des in der Kokille 4 über dem Kaltstrang 19 zur Verfugung stehenden Füll Standsbereiches, der gleich 100 % ist.

Zur Ueberwachung des Ablaufes der vorgegebenen Zeitkennlinie 27 dient die Signalebene der Messstelle 13, an welcher der Istfüllstand 26 auf ein zu frühes oder zu spätes Ankommen kontrolliert wird. Ergeben sich Zeitabweichungen, wie beispielsweise tF oder tS, dann werden dem Stellglied 6 des Schieberverschiusses 2 für eine Korrektur sinngemässe Stellbewegungen befohlen.

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Bei kleineren Strangquerschnitten lässt sich infolge einer besseren Strangerstarrung in der Kokille 4¹ mit kürzeren Anfahrzeiten auskommen, wie Figur 5 veranschaulicht, nach der das Einpendeln in den Sollfüllstand 8' bereits nach 20 Sekunden beendet ist. Hierbei erfolgt der Start 29' des Antriebes 22 für den Strangabzug 20 bereits bevor der Istfüllstand 26 an der unteren Signalebene 28' der Messstrecke 9¹ angekommen ist. Dies geschieht mittels einer weiteren punktuellen Messstelle 31, die wie die Messstellen 12' und 13' aus einem Temperaturfühler 14 besteht.

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Claims

11.12.1984 KXR/Su/me PA METACON AKTIENGESELLSCHAFT Qerlikonerstr. 88 CH-8057 Zürich Verfahren zum Anfahren einer Stranggiessanlage Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anfahren einer Stranggiessanlage, insbesondere zum Vergiessen von Stahlschmelze mittels eines an einem Zwischengefäss angeordneten, regelbaren Ausgussverschlusses in eine Kokille, in der bei konstanter Abzugsgeschwindigkeit des gegossenen Stranges mit Hilfe von Mess- und Regeleinrichtungen der Badspiegel innerhalb einer Messstrecke auf einem Soll füll stand gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der beim Angiessen in das Zwischengefäss (1) voll geöffnete Ausgussverschluss (2) von dem in der Kokille (4) ansteigenden Istfüllstand (26) an einer ersten Signalebene (12) w eine voreingestellte Drosselposition (Figur 4b) gebracht wird zura Regeln des weiteren Anstieges des IstfüllStandes (26) bis zur Uebernahme durch die Regelung für den Sol!füllstand (8), unter Einschalten des Strangabzuges (20) an einer zweiten Signalebene (13).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steiggeschwindigkeit des Istfüll Standes (26) bis zur Messstrecke (9) des Soll füll Standes (8) gemäss einer vorbestimmten Zeitkennlinie (27) innerhalb der voreingestellten Drosselposition (4b) des Ausgussverschlusses (2) geregelt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite, zum Einschalten des Strangabzuges (20) dienende Signalebene (13) im Bereich der Zeitkennlinie (27) vorgesehen ist.

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4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalebene (13) zum Einschalten des Strangabzuges (20) im Bereich der Messstrecke (9) für den Sollfüllstand liegt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach eingeschaltetem Strangabzug (20) eine regelbare Abzugsgeschwindigkeit die Bildung der Zeitkennlinie (27¹) mitbewirkt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselposition (Figur 4b) des Ausgussverschlusses (2) bei 25 bis 65 % des Füllstandes (30, 30') der Kokille erfolgt und von 5 bis 30 % bei Knüppel- und kleinen Vorblockkokillen und von 15 - 50 % bei grossen Vorblock- und Brammenkokillen des vollen Oeffnungsgrades beträgt.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens mit Mess- und Regeleinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der zur Kontrolle des Soll füll Standes (8) dienenden Messeinrichtung (10, 11) in der Kokille (4) als punktuelle Messstelle wirkende . Temperaturfühler (14) für die Signalebene (12, 13) vorgesehen sind.

8. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens mit Mess- und Regeleinrichtungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine über den gesammten Kokillenfüllstand (30, 30') sich erstreckende, einheitliche Messeinrichtung (10, 11) vorgesehen ist.

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