DE3917403A1 - METHOD AND DEVICE FOR FILLING A CONTINUOUS CHOCOLATE WITH METAL MELT - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR FILLING A CONTINUOUS CHOCOLATE WITH METAL MELTInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Füllen einer Stranggießkokille mit metallischer Schmelze, bei dem bzw. der die Schmelze durch eine mittels eines auf- und ab bewegbaren Stopfens verschließbare Bodenöffnung eines metallur gischen Gefäßes, insbesondere einer Verteilerrinne, geregelt in die Stranggießkokille gegossen wird, wobei während des Fül lens der Stranggießkokille der Stopfen vorgegebene, insbeson dere von der Badspiegelhöhe in der Stranggießkokille abhängige Auf- und Abwärtsbewegungen ausführt, und wobei ferner während des Füllens der Stranggießkokille am der Bodenöffnung zuge wandten Ende des Stopfens durch eine dort vorgesehene Aus trittsöffnung Inertgas, insbesondere Argon, in die ausströmen de Schmelze einblasbar ist. The invention relates to a method and an apparatus for Filling a continuous casting mold with a metallic melt, at the one or the melt by means of an up and down movable plug closable bottom opening of a metallur tical vessel, in particular a distribution channel regulated is poured into the continuous casting mold, whereby during the filling lens of the continuous casting mold of the stopper, in particular depending on the level of the bath level in the continuous casting mold Performs up and down movements, and also during the filling of the continuous casting mold at the bottom opening turned end of the plug by a provided there Inert gas, especially argon, into the outlet de melt is inflatable.
Aus der EP-A-00 84 416 ist es bekannt im Stopfen eine Längs bohrung vorzusehen durch die hindurch Inertgas, insbesondere Argon, während des Gießens in die ausströmende Schmelze ein leitbar ist. Der Grund für diese Maßnahme besteht darin, im Bereich der Bodenöffnung des metallurgischen Gefäßes ein Ein frieren der metallischen Schmelze sowie die Ablagerung von Aluminiumoxid zu vermeiden (s. Seite 3, Zeilen 20 ff, und Sei te 11, Zeile 5, der EP-A-00 84 416).From EP-A-00 84 416 it is known in the plug a longitudinal Provide bore through the inert gas, in particular Argon, during pouring into the outflowing melt is conductive. The reason for this measure is in Area of the bottom opening of the metallurgical vessel an on freeze the metallic melt as well as the deposit of Avoid aluminum oxide (see page 3, lines 20 ff, and te 11, line 5, EP-A-00 84 416).
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welches bzw. welche eine Feinregelung der Badspiegel höhe in der Stranggießkokille unter Vermeidung größerer Bewe gungsausschläge des dem metallurgischen Gefäß zugeordneten Stopfens erlaubt.The present invention is based on the object Method and a device of the type mentioned create which fine control of the bathroom mirror height in the continuous casting mold while avoiding larger movements rashes associated with the metallurgical vessel Darning allowed.
Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch die kennzeich nenden Merkmale des Anspruches 1 und/oder 2, und vorrichtungs technisch durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 3 und/oder 6 gelöst.This task is procedurally characterized by the nenden features of claim 1 and / or 2, and device technically by the characterizing features of claim 3 and / or 6 solved.
Laborversuche haben gezeigt, daß man durch mehr oder weniger intensives Einblasen von Inertgas, insbesondere Argon, in die ausströmende Schmelze im Bereich der Bodenöffnung des metallur gischen Gefäßes die Badspiegelhöhe äußerst exakt einstellen kann, insbesondere auf eine vorgegebene Sollwerthöhe, und zwar ohne daß der Stopfen dazu bewegt werden muß. Bekanntermaßen haben selbst geringste Stopfenbewegungen große Auswirkungen auf die Strömungs-Querschnittsfläche und damit auf die durch die Bodenöffnung ausströmende Schmelzenmenge mit der Folge, daß mit den herkömmlichen Maßnahmen eine Feinjustierung der Bad spiegelhöhe in der Stranggießkokille praktisch nicht möglich ist. Darüber hinaus haben Stopfenbewegungen ein relativ un ruhiges Strömungsbild zur Folge. Auch dies wird durch die er findungsgemäßen Maßnahmen vermieden. Laboratory tests have shown that one can go through more or less intensive blowing of inert gas, in particular argon, into the outflowing melt in the area of the bottom opening of the metallur the height of the bathroom mirror can be set extremely precisely can, in particular to a predetermined setpoint value, namely without the plug having to be moved. As is well known even the slightest stopper movements have a big impact on the flow cross-sectional area and thus on the through amount of melt flowing out of the bottom opening, with the result that with the conventional measures a fine adjustment of the bathroom Mirror height practically not possible in the continuous casting mold is. In addition, plug movements have a relatively un result in a calm flow pattern. This is also through the measures according to the invention avoided.
Vorzugsweise ist die ferrostatische Höhe der Schmelze im me tallurgischen Gefäß, insbesondere Verteilerrinne oder "tundish" ebenfalls geregelt, und zwar wie in der noch nicht veröffentlichten DE-A-38 17 580 der Anmelderin, wonach zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten jeweils der Istwert der Schmelzenmenge im metallurgischen Gefäß in Form des Schmelzengewichts oder der Badspiegelhöhe festgestellt bzw. getastet und mit einem Sollwert, d. h. dem Sollgewicht oder der Soll-Badspiegelhöhe, verglichen wird, und wonach an schließend zumindest dann, wenn der Istwert größer/gleich dem Sollwert ist, die Tendenz der Regelabweichung nach oben oder unten festgestellt wird, wobei bei Annäherung oder Überschrei ten eines oberen oder unteren Tendenz-Grenzwertes entsprechend umgekehrte Stellsignale an den Stopfenverschluß abgegeben werden. Auf diese Weise läßt sich die Stopfenbewegung zusätz lich auf ein Minimum reduzieren, so daß insgesamt eine kon stante Strangabzugsgeschwindigkeit gewährleistet ist. Mit der letztgenannten Tendenzerkennung lassen sich auch systemimma nente Toleranzen bestens kompensieren.Preferably the ferrostatic height of the melt is in the me tallurgical vessel, in particular distribution channel or "tundish" also regulated, and as in the not yet published DE-A-38 17 580 by the applicant, according to which successive times of each Actual value of the amount of melt in the metallurgical vessel in the form the melt weight or the bath level or keyed and with a setpoint, d. H. the target weight or the target bath level height, is compared, and after what closing at least if the actual value is greater than / equal to Is setpoint, the tendency of the control deviation upwards or is noted below, when approaching or crossing corresponding to an upper or lower trend limit reverse control signals are delivered to the stopper will. In this way, the plug movement can additionally Lich to a minimum, so that a total of a con constant strand withdrawal speed is guaranteed. With the the latter tendency detection can also be systemic Compensate optimal tolerances.
Vorteilhafte Details der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind noch in den Ansprüchen 4 und 5 sowie 7 beschrieben, wobei die Maßnahme nach Anspruch 7, wonach der Badspiegelsensor mit einer Tendenzerkennungseinrichtung gekoppelt ist, durch die in Ab hängigkeit von der Geschwindigkeit der Badspiegeländerung in der Stranggießkokille das Regelventil für die Argon-Einbla sung steuerbar ist, eine besonders schnelle Einstellung der optimalen Argonmenge erlauben.Advantageous details of the device according to the invention are described in claims 4 and 5 and 7, wherein the Measure according to claim 7, according to which the bath level sensor with a Tendency detection device is coupled, through which in Ab dependence on the speed of the bath level change in the continuous casting mold is the control valve for the argon inlets is controllable, a particularly quick adjustment of the allow optimal amount of argon.
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammen hang mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung an hand der beigefügten schematischen Zeichnung näher erläutert.The process according to the invention is summarized below appended with a device designed according to the invention hand of the accompanying schematic drawing explained in more detail.
In dieser Zeichnung ist mit der Bezugsziffer 13 ein metallur gisches Gefäß, z. B. eine Verteilerrinne oder ein sogenannter "tundish" gekennzeichnet, dem aus einer nicht weiter darge stellten Gießpfanne Metallschmelze 10 zugeführt wird. Der Aus guß am Boden des Gefäßes 13 ist durch eine Bodenöffnung 12 und ein sich daran anschließendes Tauchrohr 26 definiert. Der Bodenöffnung 12 ist ein auf- und abbewegbarer (Doppelpfeil 23) Stopfen 11 zugeordnet, mit dem die Bodenöffnung 12 verschlos sen oder in vorgegebener Weise geöffnet werden kann. Unterhalb des Gefäßes 13 ist eine Stranggießkokille 25 angeordnet, der unter entsprechender Öffnung der Bodenöffnung 12 Schmelze zu geführt wird. Diese wird nachfolgend in der Stranggießkokille abgekühlt und in einer nicht weiter dargestellten Strangfüh rung zu einem festen Stahlstrang erkaltet. Die durch die Bo denöffnung 12 und das Tauchrohr 26 ausströmende Metallschmelze ist mit den Pfeilen 28 gekennzeichnet.In this drawing, reference numeral 13 is a metallic vessel, e.g. B. marked a trough or a so-called "tundish", which is supplied from a ladle not shown Darge molten metal 10 . From the casting on the bottom of the vessel 13 is defined by a bottom opening 12 and an adjoining dip tube 26 . The bottom opening 12 is associated with an up and down (double arrow 23 ) stopper 11 with which the bottom opening 12 is closed or can be opened in a predetermined manner. A continuous casting mold 25 is arranged underneath the vessel 13 , and the melt is fed to it by opening the bottom opening 12 accordingly. This is subsequently cooled in the continuous casting mold and cooled in a strand guide (not shown) to form a solid steel strand. The molten metal flowing through the Bo den opening 12 and the dip tube 26 is indicated by the arrows 28 .
Um den Zufluß der Schmelze aus dem metallurgischen Gefäß 13 in die Stranggießkokille 25 derart verändern zu können, daß der Badspiegel 14 in der Stranggießkokille etwa in der gleichen Höhe erhalten bleibt, ist in an sich bekannter Weise eine Bad spiegel-Regelung vorgesehen. Diese besteht aus einer Meßein richtung für den Badspiegel in der Stranggießkokille 25 und wird von einem radioaktiven Stabstrahler 27 und einem diametral gegenüberliegenden Szintillationszähler 20 als Empfänger gebil det. Der Stopfen 11 ist über eine Traverse 29 in dem metallur gischen Gefäß 13 heb- und senkbar (Doppelpfeil 23). Das freie Ende der Traverse 29 ist an einer vertikalen Stütze 30 befe stigt, die durch eine nicht näher dargestellte Einrichtung auf und abbewegbar ist, und zwar in Abhängigkeit von der durch die Badspiegel-Meßeinrichtung 20, 27 festgestellten Badspiegelhöhe, wobei eine Stopfenbewegung immer dann ausgelöst werden soll, wenn der Badspiegel 14 in der Stranggießkokille 25 eine Ober grenze oder Untergrenze über- bzw. unterschreitet. Die letzt erwähnten Grenzwerte definieren ein Sollwertband, welches durch die nachfolgend beschriebenen Maßnahmen erheblich ver breitert werden kann, so daß es möglich ist, ohne Stopfenbe wegung innerhalb des erheblich verbreiterten Sollwertbandes die Badspiegelhöhe auf eine vorgegebene Sollwerthöhe einzustellen und zu halten. Zu diesem Zweck weist der Stopfen 11 an seinen der Bodenöffnung 12 des metallurgischen Gefäßes 13 zugewandten Ende eine mit einer Inertgas, insbesondere Argonquelle 17 ver bundene Austrittsöffnung 18 auf, durch die hindurch Inertgas, insbesondere Argon, in die ausströmende Schmelze einleitbar ist (Pfeil 15). Die Austrittsöffnung 18 ist mit einer zentra len Längsbohrung 31 im Stopfen 11 verbunden. Diese wiederum steht über eine Gasleitung 16 mit der Gasquelle bzw. dem Gas reservoir 17 in Verbindung, wobei zur Regelung der in die Schmelze eingeleiteten Gasmenge in der Verbindungsleitung 16 ein Regelventil 19 angeordnet ist, dessen Öffnungsgrad in Ab hängigkeit von der mittels des als Badspiegel-Sensor dienenden Szintillationszählers 20 festgestellten Badspiegelhöhe 14 in der Kokille 25 einstellbar ist. Zu diesen Zweck ist der Ventil körper 21 des Regelventils 19 durch einen mechanischen, pneu matischen, hydraulischen oder elektromotorischen Antrieb 24 in Schließstellung oder eine vorgegebene Öffnungs- bzw. Dros selstellung bewegbar, wobei der Antrieb 24 auf ein vom Szin tillationszähler 20 geliefertes Badspiegelsignal (reagiert), derart, daß bei im Verhältnis zu einem vorgegebenen Sollwert steigendem Badspiegel 14 der Öffnungsgrad des Ventils 19 ver größert wird, und umgekehrt, so daß bei im Verhältnis zu einem vorgegebenen Sollwert steigendem Badspiegel 14 mehr Argon in die ausströmende Schmelze (Pfeil 15) eingeblasen wird als bei sinkendem Badspiegel, so daß innerhalb des erwähnten Sollwert bandes die Badspiegelhöhe bei vorgegebenem Öffnungsgrad des Stopfens 11 im wesentlichen konstänt gehalten wird.In order to be able to change the inflow of the melt from the metallurgical vessel 13 into the continuous casting mold 25 in such a way that the bath level 14 in the continuous casting mold is maintained at approximately the same height, a bath mirror control is provided in a manner known per se. This consists of a measuring device for the bath level in the continuous casting mold 25 and is formed by a radioactive rod radiator 27 and a diametrically opposite scintillation counter 20 as a receiver. The stopper 11 can be raised and lowered via a crossmember 29 in the metallic vessel 13 (double arrow 23 ). The free end of the crossmember 29 is attached to a vertical support 30 which can be moved up and down by a device (not shown in more detail), depending on the bath level height determined by the bath level measuring device 20 , 27 , a stopper movement always being triggered should be when the bath level 14 in the continuous casting mold 25 exceeds or falls below an upper limit or lower limit. The last-mentioned limit values define a setpoint range, which can be expanded considerably by the measures described below, so that it is possible to set and maintain the bath level to a predetermined setpoint level within the considerably widened setpoint range without plug movement. For this purpose, the plug 11 has at its end facing the bottom opening 12 of the metallurgical vessel 13 an outlet opening 18 connected with an inert gas, in particular an argon source 17 , through which an inert gas, in particular argon, can be introduced into the outflowing melt (arrow 15 ). . The outlet opening 18 is connected to a central bore 31 in the plug 11 . This in turn is connected via a gas line 16 to the gas source or the gas reservoir 17 , a control valve 19 being arranged in the connecting line 16 to regulate the amount of gas introduced into the melt, the degree of opening of which is dependent on that used as a bath level Sensor serving scintillation counter 20 determined bath level 14 in the mold 25 is adjustable. For this purpose, the valve body 21 of the control valve 19 is movable by a mechanical, pneumatic, hydraulic or electromotive drive 24 in the closed position or a predetermined opening or throttling position, the drive 24 responding to a bath level signal supplied by the scintillation counter 20 ), such that when the bath level 14 rises in relation to a predetermined setpoint, the opening degree of the valve 19 is increased ver, and vice versa, so that more argon is blown into the outflowing melt (arrow 15 ) when the bath level 14 rises in relation to a predetermined setpoint is considered as sinking bath level, so that within the mentioned setpoint band the bath level height is kept substantially constant for a given degree of opening of the plug 11 .
Die elektrische Verbindung zwischen dem Szintillationszähler 20 und dem Ventilantrieb 24 ist durch die Signalleitung 22 gebildet. In dieser ist noch ein Komparator 32 angeordnet, welcher feststellt, ob die Badspiegelhöhe 14 in der Kokille 15 noch innerhalb des vorgegebenen Sollwertbandes liegt. Wird dieses überschritten, erfolgt eine Nachregelung des Stopfens 11. Das entsprechende Signal zum nicht näher dargestellten Stopfenantrieb ist mit der Bezugsziffer 33 gekennzeichnet.The electrical connection between the scintillation counter 20 and the valve drive 24 is formed by the signal line 22 . A comparator 32 is also arranged in this, which determines whether the bath level height 14 in the mold 15 is still within the predefined setpoint range. If this is exceeded, the stopper 11 is readjusted . The corresponding signal for the stopper drive, not shown, is identified by the reference number 33 .
Dem beschriebenen System liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch das im Bodenöffnungsbereich eingeblasene Argon Schmelze zurückgehalten wird, und zwar in Abhängigkeit von der Menge des eingeblasenen Argons mehr oder weniger. Auf diese Weise ist die beschriebene Feinregelung der Badspiegelhöhe 14 in der Stranggießkokille 25 innerhalb des vorgegebenen Sollwertbandes ohne zusätzliche Nachjustierung der Stopfenstellung möglich. Das Badspiegel-Sollwertband kann mit Hilfe der beschriebenen Maßnahmen im Vergleich zum herkömmlichen Sollwertband auf das 2- bis 3-fache verbreitert werden.The system described is based on the knowledge that the argon melted in the bottom opening area retains melt, more or less depending on the amount of argon injected. In this way, the described fine control of the bath level 14 in the continuous casting mold 25 is possible within the predetermined setpoint range without additional readjustment of the stopper position. With the help of the measures described, the bath level setpoint band can be widened 2 to 3 times compared to the conventional setpoint band.
Die Einleitung von Argon kann auch durch eine im Boden des metallurgischen Gefäßes 13 angeordnete und in den Bereich der Bodenöffnung 12 mündende Gasleitung erfolgen, die ebenfalls mit einem regelbaren Ventil gekoppelt ist, so daß in Abhän gigkeit von der Abweichung der Badspiegelhöhe 14 in der Kokil le 25 von einer Sollwerthöhe kein, mehr oder weniger Argon in die ausströmende Schmelze unter entsprechender Zurückhaltung derselben einblasbar ist. Letztgenannte Maßnahme kann auch zu sätzlich zu der Argon-Einblasung durch den Stopfen 11 vorge sehen sein.The introduction of argon can also take place through a gas line arranged in the bottom of the metallurgical vessel 13 and opening into the area of the bottom opening 12 , which is also coupled to a controllable valve, so that depending on the deviation of the bath level 14 in the Kokil le 25 no, more or less argon can be blown into the outflowing melt with a corresponding reluctance from a setpoint height. The latter measure can also be seen in addition to the argon injection through the stopper 11 .
Um die Ansteuerung der optimalen Argonmenge zu beschleunigen, ist es denkbar, den Badspiegelsensor 20 mit einer Tendenzer kennungseinrichtung (nicht dargestellt) zu koppeln, durch die die Geschwindigkeit der Badspiegeländerung in der Kokille 25 festgestellt wird und durch die in Abhängigkeit von der fest gestellten Änderungsgeschwindigkeit das Regelventil 19 steuer bar ist, und zwar so, daß die Änderung der Badspiegelhöhe 14 in Tendenzrichtung verzögert wird.In order to accelerate the control of the optimal amount of argon, it is conceivable to couple the bath level sensor 20 with a tendency detection device (not shown), by means of which the speed of the bath level change in the mold 25 is ascertained and by which, depending on the determined rate of change Control valve 19 is tax bar, so that the change in the bath level 14 is delayed in the direction of tendency.
Vorzugsweise erfolgt die Ansteuerung des Regelventils 19 takt weise (digital).The control valve 19 is preferably actuated in cycles (digital).
Statt der vorbeschriebenen Badspiegel-Meßeinrichtung mit Stab strahler und Szintillationszähler können auch elektromagne tische oder optische Badspiegel-Meßeinrichtungen herkömmlicher Art vorgesehen sein. Diesbezüglich handelt es sich um eine an sich bekannte Einrichtung.Instead of the bath level measuring device with rod described above emitters and scintillation counters can also be used for electromagnetic applications table or optical bath level measuring devices more conventional Kind be provided. In this regard, it is an well-known establishment.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All features disclosed in the registration documents are claimed as essential to the invention, insofar as they individually or in combination compared to the prior art are new.
BezugszeichenlisteReference symbol list
10 Schmelze
11 Stopfen
12 Bodenöffnung
13 metallurgisches Gefäß
14 Badspiegelhöhe
15 Pfeil
16 Verbindungsleitung
17 Inertgas-, insbesondere Argonquelle
18 Austrittsöffnung
19 Drosselventil
20 Sensor (insbesondere Szintillationszähler)
21 Ventilkörper
22 Signalleitung
23 Doppelpfeil
24 Antrieb
25 Stranggießkokille
26 Tauchrohr
27 Stabstrahler
28 Strömungspfeil
29 Traverse
30 Stütze
31 Längsbohrung
32 Komparator
33 Stopfenantriebssignal 10 melt
11 plugs
12 bottom opening
13 metallurgical vessel
14 bath mirror height
15 arrow
16 connecting line
17 Inert gas, especially argon source
18 outlet opening
19 throttle valve
20 sensor (especially scintillation counter)
21 valve body
22 signal line
23 double arrow
24 drive
25 continuous casting mold
26 immersion tube
27 rod spotlights
28 flow arrow
29 traverse
30 support
31 longitudinal bore
32 comparator
33 Plug drive signal
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WO2022029302A1 (en) * | 2020-08-06 | 2022-02-10 | Sms Group Gmbh | Method for regulating a stopper casting device in a vacuum induction casting device, device for automatically controlling a stopper casting device, and system for charging, melting, and casting metal and metal alloys under a vacuum and/or a protective gas atmosphere |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE3917403C2 (en) | 1998-02-05 |
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EP0400302A2 (en) | 1990-12-05 |
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