DE3822939C1 - Continuous casting method for the production of slabs with a reduced thickness relative to the cast condition - Google Patents
Continuous casting method for the production of slabs with a reduced thickness relative to the cast conditionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Stranggießverfahren gemäß Gattungsbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a continuous casting method according to the generic term of Claim 1.
Brammen sind das Ausgangsmaterial für die Erzeugung von Blechen und Bändern. Werden Brammen mit einer Dicke von <100 mm in Stranggießanlagen erzeugt, treten Seigerungsprobleme auf. Gemäß der DE-OS 24 44 443 soll das Problem dadurch gelöst werden, daß innerhalb der Stranggießanlage auf den Strang innerhalb der Erstarrungsstrecke, möglichst kurz vor dem Durcherstarrungspunkt, eine Verformung ausgeübt wird mit einem Reduktionsgrad von 0,1 bis 2%.Slabs are the starting material for the production of sheet metal and Tapes. Are slabs with a thickness of <100 mm in Continuous casting plants produced, segregation problems occur. According to the DE-OS 24 44 443 the problem is to be solved by the fact that within the continuous caster on the strand within the solidification section, Deformed as soon as possible before the solidification point with a degree of reduction of 0.1 to 2%.
In jüngster Zeit ist man bestrebt, die Dickenabmessung der stranggegossenen Bramme immer mehr dem zu erzeugenden Fertigprodukt anzupassen. Hierfür stehen Begriffe wie endabmessungsnahes Gießen, Erzeugung von Dünnbrammen oder Vorbändern. Hierbei wird in der Stranggießanlage eine Dünnbramme bzw. ein Vorband mit einer Dicke zwischen 40 bis 50 mm erzeugt. Die so erzeugten Vorbänder oder Dünnbrammen weisen eine Gußstruktur auf. Nach Verlassen der Stranggießanlage (Transportrollen) wird der Strang abgelängt und die Teilstücke der Dünnbrammen werden einem Ausgleichsofen zugeführt und anschließend gewalzt (s. Stahl u. Eisen 1988, Nr. 3, Seite 99 ff).In recent times, efforts have been made to measure the thickness of the continuously cast slab more and more the finished product to be produced adapt. This includes terms such as casting close to final dimensions, Production of thin slabs or pre-strips. Here is in the Continuous caster a thin slab or a preliminary strip with a thickness generated between 40 to 50 mm. The opening tapes or Thin slabs have a cast structure. After leaving the Continuous caster (transport rollers) the strand is cut to length and the Portions of the thin slabs are fed to a compensation furnace and then rolled (see Stahl and Eisen 1988, No. 3, page 99 ff).
Nachteilig bei diesen Verfahren ist der erhebliche maschinentechnische Aufwand und im Fall der Dünnbrammen außerdem das Gußgefüge.The disadvantage of this method is the considerable mechanical engineering Effort and in the case of thin slabs also the casting structure.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren anzugeben, mit dem bereits mit der Stranggießanlage ein Produkt mit hohem Anteil (<80 %) an Walzgefüge zur Verfügung gestellt wird, das mit der die Gießanlage verlassender Dickenabmessung coilfähig ist.The invention has for its object to provide a method with a product with a high proportion (<80 %) is made available to the roll structure with which the casting plant leaving thickness dimension is coilable.
Die Erfindung geht aus von einem Stranggießverfahren für die Erzeugung von Brammen mit einer gegenüber dem Gußzustand verringerten Dicke. Dabei wird Stahl in eine Durchlaufkokille gegossen und aus dieser ein im Querschnitt teilweise erstarrter Strang abgezogen. Der Strang wird zwischen Rollenpaaren geführt. Einige Rollenpaare können dabei zu Segmenten zusammengefaßt werden. Für den Strangtransport des Stranges sind einige der Rollen antreibbar. Die Rollen oder auch die Segmente sind gegen den Strang hydraulisch anstellbar. Die Rollen bzw. einige der Rollen bzw. Rollensegmente, sowohl innerhalb der Erstarrungsstrecke als auch im Bereich des durcherstarrten Stranges wirken verformend auf den Strang ein. Der Verformungsgrad ist entweder über den Hydraulikdruck der Anstelleinrichtung einstellbar oder durch Anschläge (Distanzhalter) an den Rollen begrenzt.The invention is based on a continuous casting process for production of slabs with a reduced thickness compared to the as-cast state. Here steel is poured into a continuous mold and an in Cross-section of partially solidified strand subtracted. The strand will performed between pairs of rollers. Some pairs of roles can Segments are summarized. For the strand transport of the strand some of the rollers can be driven. The roles or the segments are hydraulically adjustable against the strand. The roles or some of the Rolls or roll segments, both within the solidification section and also in the area of the solidified strand have a deforming effect on the Strand one. The degree of deformation is either via the hydraulic pressure Adjusting device adjustable or by stops (spacers) limited to the roles.
Gemäß der Erfindung ist nun jeder anstellbaren, angetriebenen Rolle ein Regler zugeordnet, der die Drehzahl und den Anpreßdruck der Rollen und die Stromaufnahme der Rollenantriebe erfaßt und nach vorgegebenen Sollwerten regelt; ferner ist jeder Regler mit einem übergeordneten Regler verbunden, dem als Istwert die Lage der Sumpfspitze (Ende der Erstarrungsstrecke) bekannt ist. Dieser Regler stellt die einzeln anstellbaren Rollenpaare und die Stranggeschwindigkeit derart an, daß die Sumpfspitze in oder kurz vor einem Rollenpaar liegt, das gegen Anschläge auf seinen Abstand einstellbar ist und damit das Endmaß und die Abzugsgeschwindigkeit des Stranges, als auch den Grad der Verformung im durcherstarrten Bereich festlegt. Die Lage der Sumpfspitze kann aus den unterschiedlichen Drehzahlen, der Stromaufnahme der Antriebe zweier benachbarter Rollenpaare und den Reaktionskräften des Stranges entnommen werden, da sich die Geschwindigkeit des Stranges zwischen Erstarrungsstrecke und durcherstarrtem Bereich bei einer Strangverformung ändert. Die Reaktionskraft des Stranges kann aus den Differenzen zwischen der Verformungskraft - z. B. durch Druckmessung des Hydraulikmediums oder über Druckmeßdosen an den Rollenzapfen - und der geleisteten Verformungsarbeit (Verstellweg der Rollen) ermittelt werden.According to the invention, each adjustable, driven roller is now assigned a controller which detects the speed and the contact pressure of the rollers and the current consumption of the roller drives and controls them according to predetermined setpoints; Furthermore, each controller is connected to a higher-level controller, the position of the bottom of the sump (end of the solidification section) being known as the actual value. This controller adjusts the individually adjustable roller pairs and the strand speed in such a way that the bottom of the sump lies in or just before a pair of rollers, which can be adjusted against its stops against stops and thus the final dimension and the pull-off speed of the strand, as well as the degree of deformation in the solidified state Area. The position of the bottom of the sump can be seen from the different speeds, the current consumption of the drives of two adjacent pairs of rollers and the reaction forces of the strand, since the speed of the strand changes between the solidification section and the solidified area during strand deformation. The reaction force of the strand can be determined from the differences between the deformation force - e.g. B. by measuring the pressure of the hydraulic medium or via pressure transducers on the roller journals - and the deformation work performed (adjustment path of the rollers).
Der übergeordnete Regler erhält in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ferner aus den Maschinendaten der Stranggießanlage Informationen über Stahltemperatur, Qualität, Abzugsgeschwindigkeit des Stranges und die Lage der Rollen aufgrund der sich frei einstellenden Stichabnahme in den jeweiligen Rollenpaaren. Diese Daten werden ebenfalls in die Sollwerte der Einzelregler eingearbeitet. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Regelverfahrens ist in einer frei einstellbaren Aufteilung der Strangverformung auf den Bereich der Erstarrungsstrecke und des durcherstarrten Bereiches, einer qualitätsangepaßten Verformungsbehandlung des Stranges, geringerer Belastung der die Verformung bewirkenden Rollen und der Erzeugung eines Produktes mit einem hohen Grad an Walzgefüge zu sehen. Durch letzeres wird auch eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Endproduktes gegenüber herkömmlichen Herstellungsmethoden erzielt.The higher-level controller receives in a further embodiment of the invention further information from the machine data of the continuous caster Steel temperature, quality, withdrawal speed of the strand and the Position of the rolls due to the freely adjustable stitch decrease in the respective pairs of roles. This data is also in the setpoints the individual controller incorporated. The advantage of the invention Standard procedure is in a freely adjustable division of the Strand deformation in the area of the solidification section and the solidified area, a quality-adjusted Deformation treatment of the strand, less stress on the Deforming roles and the creation of a product with to see a high degree of rolling structure. The latter also becomes one Improvement of the mechanical properties of the end product compared achieved conventional manufacturing methods.
Anhand eines Ausführungsbeispieles und den Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.Using one Embodiment and the drawings, the invention is closer are explained.
Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Stranggießanlage; Fig. 1 shows the basic structure of a continuous caster;
Fig. 2 zeigt eine Regeleinrichtung gemäß der Erfindung. Fig. 2 shows a control device according to the invention.
In der nachfolgenden Beschreibung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.In the following description, the same parts are the same Provide reference numbers.
Flüssiger Stahl wird in eine Kokille 1 mit ca. 60 mm Dicke (Abstand der Breitseiten der Kokille voneinander) gegossen. Der Kokille 1 nachgeordnet sind Rollen 2 zur Stützung der noch dünnen Strangschale des teilweise erstarrten Stranges 3 vorgesehen. Den Rollen 2 folgt ein Abschnitt, in dem die Rollen zu einem Segment 4 zusammengefaßt sind. Einzelne Rollen 5 des Segmentes 4 sind angetrieben. Die Rollen 5 sind einzeln oder als Segment mittels Hydraulikzylinder 6 gegeneinander anstellbar. Auch unter der hierdurch hervorgerufenen Verformung des Stranges wird die Sumpfspitze im Bereich des Segmentes 4 durch Beeinflussung der Drehzahl der Rollen gehalten. Diesem Abschnitt der Rollenführung (Segment 4) folgt ein Abschnitt 7, in dem Rollen 8 angetrieben und gegen nicht dargestellte Anschläge auf ein bestimmtes Maß gegeneinander zur Erzielung einer bestimmten Dickenabnahme des Stranges und eine bestimmte Enddicke des Stranges anstellbar sind. Durch die Verformung im durcherstarrten Bereich des Stranges ändern sich die Drehzahlen der Rollen entsprechend der zwischen den einzelnen Rollenpaaren vorgenommenen Stichabnahme. Da die Rollen nur auf das Endmaß von ca. 20 bis 15 mm distanziert sind, muß die Drehzahl in einem weiten Bereich verändert werden können. Die Drehzahlen der einzelnen Rollen werden aus der Stromaufnahme der Antriebe der jeweiligen Rolle, dem Hydraulikdruck und dem Abstand der Rollen bestimmt und eingestellt. Um diese Verfahrensweise durchzuführen, wird der in Fig. 2 dargestellte Regelkreis benutzt. Der aus der Kokille austretende Strang 3 erreicht ein erstes Rollenpaar 9, 9′. Die Rolle 9 ist mittels eines Hydraulikzylinders 11 anstellbar. Der Rolle 9 ist ein Regler 10 zugeordnet, der den Druck des Hydraulikmediums erfaßt mit einem vorgege benen Sollwert vergleicht und den Anpreßdruck der Rolle 9 an den Strang 3 entsprechend einem Sollwert 1 einstellt. Von der Rolle 9′ wird die Drehzahl ermittelt und einem Regler 10′ zugeführt, der die Drehzahl entsprechend einem Sollwert regelt. Über den Anpreßdruck der Rolle 9 ist eine Verformung des Stranges 3 steuerbar. Nach einer ersten geringen Verformung erreicht der Strang 3 ein nächstes Rollenpaar 12, 12′. Auch dieses Rollenpaar 12, 12′ verfügt entsprechend dem Rollenpaar 9, 9′ über Anstellmittel 11 und eigene Regler 13, 13′. Im vorliegenden Fall liegen die Rollenpaare 9, 9′ und 12, 12′ im Bereich der Erstarrungsstrecke, also vor dem Durcherstarrungspunkt (Sumpfspitze) 14, so daß die Rollen 9, 9′ und 12, 12′ mit gleichen Drehzahlen betrieben werden.Liquid steel is poured into a mold 1 with a thickness of approx. 60 mm (distance of the broad sides of the mold from one another). The mold 1 is followed by rollers 2 for supporting the still thin strand shell of the partially solidified strand 3 . The rollers 2 are followed by a section in which the rollers are combined to form a segment 4 . Individual rollers 5 of the segment 4 are driven. The rollers 5 can be adjusted against each other individually or as a segment by means of hydraulic cylinders 6 . Even under the resulting deformation of the strand, the sump tip is held in the area of segment 4 by influencing the speed of the rollers. This section of the roller guide (segment 4 ) is followed by a section 7 in which rollers 8 are driven and can be adjusted against one another to a certain extent against stops, not shown, in order to achieve a certain reduction in the thickness of the strand and a certain final thickness of the strand. Due to the deformation in the solidified area of the strand, the speeds of the rollers change in accordance with the stitch reduction carried out between the individual roller pairs. Since the rollers are only spaced to the final dimension of approx. 20 to 15 mm, the speed must be able to be varied over a wide range. The speeds of the individual rollers are determined and set from the current consumption of the drives of the respective roller, the hydraulic pressure and the distance between the rollers. The control circuit shown in FIG. 2 is used to carry out this procedure. The strand 3 emerging from the mold reaches a first pair of rollers 9 , 9 '. The roller 9 can be adjusted by means of a hydraulic cylinder 11 . The roller 9 is assigned a controller 10 , which detects the pressure of the hydraulic medium and compares it with a predetermined target value and adjusts the contact pressure of the roller 9 to the strand 3 in accordance with a target value 1 . From the roll 9 'the speed is determined and fed to a controller 10 ', which controls the speed according to a setpoint. A deformation of the strand 3 can be controlled via the contact pressure of the roller 9 . After a first slight deformation, the strand 3 reaches a next pair of rollers 12 , 12 '. This pair of rollers 12 , 12 'has according to the pair of rollers 9 , 9 ' on adjusting means 11 and their own controller 13 , 13 '. In the present case, the pairs of rollers 9 , 9 'and 12 , 12 ' are in the area of the solidification section, ie before the solidification point (sump tip) 14 , so that the rollers 9 , 9 'and 12 , 12 ' are operated at the same speed.
Bei einem in Strangrichtung folgenden Rollenpaar 15, 15′ erfolgt die Verformung im durcherstarrten Teil des Stranges 3. Hier wird die geleistete Verformungsarbeit über einen Wegaufnehmer 16 ermittelt und dem Regler 17 zugeführt. Die Verformungsarbeit wird hier ebenfalls über den Anpreßdruck des Hydraulikzylinders 11 gesteuert. Die in dem durcherstarrten Bereich des Stranges 3 erfolgte Verformung macht sich in einer Streckung des Stranges und damit einer Erhöhung der Stranggeschwindigkeit im weiteren Rollenpaar 18, 18′ bemerkbar. Mit dem Rollenpaar 18, 18′ wird gleichzeitig die Enddicke des die Anlage verlassenden Stranges 3 festgelegt. Die Enddicke kann sowohl mit Hilfe des Hydraulikzylinders 11 und einem Regler 19 als auch durch nicht dargestellte Distanzstücke, die den Abstand der Rollen 18, 18′ voneinander festlegen, erfolgen. Ein Regler 19′ sorgt für die notwendige Drehzahl des Rollenpaares 18, 18′. Alle Regler 10, 10′, 13, 13′, 17 und 19, 19′ sind mit einem übergeordneten Regler 20 verbunden. In dem Regler 20 werden alle relevanten Daten des jeweiligen Gusses, wie Stahlanalyse, Stahltemperatur und Gießgeschwindigkeit sowie die über die einzelnen Regler erfaßten Daten, wie Anpreßdruck der Rollen, Drehzahl der Rollen und Stromaufnahme der Rollenantriebe erfaßt und als Sollwerte an die jeweiligen einzelnen Regler zurückgegeben. Die den einzelnen Reglern vorgegebenen Sollwerte sind dadurch derart modifizierbar, das bei vorgegebener Enddicke des Stranges eine möglichst gleichmässige Verteilung der Verformungsarbeit bei geringstmöglicher Belastung der einzelnen Rollen erfolgt, ferner stellt der übergeordnete Regler die Drehzahlen in Abhängigkeit vom Verformungsgrad und der Größe der auf den durcherstarrten Bereich und der im Bereich der Erstarrungsstrecke vorgenommenen Verformung fest. Dabei ist es möglich, in Abhängigkeit von der Enddicke und dem Ausgangsmaß des Stranges die Sumpfspitze in einem bestimmten Bereich der Anlage zu halten. Dadurch ist es möglich, einen Strang zu erzeugen, der ein hohes Maß an Walzgefüge aufweist.With a following roller pair 15 , 15 ', the deformation takes place in the solidified part of the strand 3rd Here, the deformation work performed is determined via a displacement transducer 16 and fed to the controller 17 . The deformation work is also controlled here via the contact pressure of the hydraulic cylinder 11 . The deformation that occurred in the solidified region of the strand 3 is noticeable in an extension of the strand and thus an increase in the strand speed in the further pair of rollers 18 , 18 '. With the pair of rollers 18 , 18 ', the final thickness of the strand 3 leaving the system is determined at the same time. The final thickness can be done both with the help of the hydraulic cylinder 11 and a controller 19 and by spacers, not shown, which define the distance of the rollers 18 , 18 'from each other. A controller 19 'provides the necessary speed of the pair of rollers 18 , 18 '. All controllers 10 , 10 ' , 13 , 13 ', 17 and 19 , 19 'are connected to a higher-level controller 20 . All relevant data of the respective casting, such as steel analysis, steel temperature and casting speed, as well as the data recorded via the individual controllers, such as contact pressure of the rolls, speed of the rolls and current consumption of the roll drives, are recorded in the controller 20 and returned to the respective individual controllers as setpoints. The setpoints specified for the individual controllers can be modified in such a way that, given the final strand thickness, the deformation work is distributed as evenly as possible with the least possible load on the individual rollers, and the higher-level controller adjusts the speeds depending on the degree of deformation and the size of the solidified area and the deformation carried out in the area of the solidification section. It is possible to keep the bottom of the sump in a certain area of the system depending on the final thickness and the starting dimension of the strand. This makes it possible to produce a strand that has a high degree of roll structure.
Die angegebene Regelung gestattet es ferner, die Verformungsarbeit auch innerhalb derjenigen Führungsstrecke, in der die Rollen gegen Anschläge anstellbar sind und sich über einen durcherstarrten Bereich des Stranges erstrecken, aufzuteilen. Dabei kann, je nach Betriebsverhältnissen, das Endmaß des Stranges bereits mit einem ersten Rollenpaar erzielt werden. In Strangabzugsrichtung nachfolgende Rollenpaare werden dann im Sinne einer Übereinstimmung der Drehzahl mit diesem, das Endmaß bestimmenden Rollenpaar geregelt, also konstant gehalten. Sollte aufgrund eines erhöhten Verformungswiderstandes des Stranges, z.B. durch abgesenkte Temperatur, eine Aufteilung der Verformungsarbeit auf mehrere Rollenpaare notwendig sein, so übernimmt eines der folgenden Rollenpaare die "Dickenfestlegung" des Stranges, so daß in Strangrichtung vorgeordnete Rollenpaare nicht gegen die Anschläge, sondern aufgrund der Regelung frei "distanziert" sind. Die Drehzahl vor- bzw. nachgeordneter Rollen erfolgt entsprechend.The specified regulation also allows the deformation work within the guideway in which the rollers against stops are adjustable and over a solidified area of the strand extend to split. Depending on the operating conditions, the Gauge of the strand can already be achieved with a first pair of rollers. The following pairs of rollers in the strand withdrawal direction are then in the sense a coincidence of the speed with this, determining the final dimension Controlled pair of rollers, i.e. kept constant. Should be due to a increased resistance to deformation of the strand, e.g. by lowered Temperature, a distribution of the deformation work over several Role pairs are necessary, one of the following pairs of roles takes over the "thickness determination" of the strand, so that in the direction of the strand upstream roller pairs not against the attacks, but because of the Regulation are freely "distanced". The speed upstream or downstream Rolling is done accordingly.
Claims (4)
daß die Drehzahl, die Stromaufnahme der angetriebenen Rollen und der Anpreßdruck der Rollen erfaßt und je einem Regler zugeführt wird,
daß jeder die Drehzahl einzelner angetriebener Rollen bestimmende Regler über einen übergeordneten Regler derart einstellbar ist,
daß durch mindestens ein, gegen Anschläge anstellbares, die Dicke des Stranges bestimmendes, auf einen bereits durcherstarrten Teil des Stranges verformend einwirkendes Rollenpaar das Endmaß und die Abzugsgeschwindigkeit des Stranges bestimmt wird und vorgeordnete und/oder nachgeordnete Rollen in der Drehzahl und der Stromaufnahme ihrer Antriebe in Abhängigkeit von der durch die gegen Anschläge anstellbaren Rollen erzeugten Formänderung des Stranges eingestellt werden.1. Continuous casting process for the production of slabs with a reduced thickness compared to the as-cast state, whereby steel is poured into a continuous mold and a strand, partially solidified in cross-section, is guided between pairs of rollers, pulled off by means of driven rollers, and individual rollers of pairs of rollers are hydraulically deformable and can be deformed relative to the strand are characterized by
that the speed, the current consumption of the driven rollers and the contact pressure of the rollers are recorded and fed to a controller,
that each controller determining the speed of individual driven rollers can be set in such a way via a higher-level controller
that the final dimension and the pull-off speed of the strand is determined by at least one roller pair that can be adjusted against stops, determines the thickness of the strand, and acts on an already rigid part of the strand, and upstream and / or downstream roles in the speed and the current consumption of their drives in Dependent on the change in shape of the strand generated by the rolls which can be set against stops.
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