DE4325432A1 - Control system for a horizontal continuous casting system with a holding vessel designed as a pressure chamber - Google Patents
Control system for a horizontal continuous casting system with a holding vessel designed as a pressure chamberInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelsystem für eine Waagerecht-Strangguß-Anlage mit einem als Druckkammer aus gebildeten Warmhaltegefäß gemäß dem Oberbegriff des An spruchs 1.The invention relates to a control system for a Horizontal continuous casting system with a pressure chamber formed holding vessel according to the preamble of the An saying 1.
Waagerecht-Strangguß-Anlagen (Horizontal-Strangguß-Anlagen) haben sich in weiten Bereichen durchgesetzt. Die Vorteile der Herstellung von Bändern und Profilen mit derartigen An lagen sind sehr groß. Die Aufstellung von Waagerecht- Strangguß-Anlagen erfordert beispielsweise geringere Bau aufwendungen als bei Anlagen für den senkrechten Strangguß- Prozeß.Horizontal continuous casting plants (horizontal continuous casting plants) have prevailed in many areas. The advantages the production of tapes and profiles with such locations are very large. The installation of horizontal For example, continuous casting plants require less construction expenses than for systems for vertical continuous casting Process.
Ein erheblicher verfahrenstechnischer Unterschied zwischen beiden Verfahren besteht auch darin, daß die Kokille beim waagerechten Verfahren direkt an ein Warmhaltegefäß ange flanscht werden kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, die ses Gefäß zu beheizen und so den Prozeß mit optimaler Tem peratur des Flüssigmetalls ablaufen zu lassen. Dabei ist es auch von großem Vorteil, daß eine Gießkampagne von Anfang bis Ende mit der gleichen Temperatur des Flüssigmetalls ab laufen kann, da mit der Beheizung des Warmhaltegefäßes die während der Gießkampagne entstehenden Temperaturverluste ausgeglichen werden können.A significant procedural difference between Both methods also consist in that the mold during horizontal process directly on a holding vessel can be flanged. This gives you the opportunity to to heat this vessel and so the process with optimal tem let the temperature of the liquid metal run off. It is also of great advantage that a casting campaign from the beginning to the end with the same temperature of the liquid metal can run because with the heating of the warming vessel Temperature losses occurring during the casting campaign can be compensated.
Ein erheblicher Nachteil in diesem Verbundsystem Warmhalte gefäß - Stranggußkokille - Strang besteht jedoch darin, daß im Störfall der Zustrom des flüssigen Metalls zur Kokille nur unter erschwerten Bedingungen unterbrochen werden kann, wenn es z. B. zu einem Durchbruch des Flüssigmetalls aus der Kokille oder aus der erstarrten Metallschale hinter der Kokille kommt.A significant disadvantage in this system of keeping warm vessel - continuous casting mold - strand consists, however, in that in the event of a malfunction, the flow of liquid metal to the mold can only be interrupted under difficult conditions, if it is e.g. B. from a breakthrough of the liquid metal the mold or from the solidified metal shell behind the Chill mold is coming.
Eine Möglichkeit zur Flüssigmetall-Unterbrechung besteht darin, daß zwischen der Kokille und der feuerfesten Wand des Warmhaltegefäßes ein Schieber angeordnet wird, der im Störfall geschlossen wird. Mit diesem Schieber werden sowohl der Strang als auch die Öffnung in der Wand des Warmhaltegefäßes verschlossen. Im Anschluß daran wird die Kokille abgeflanscht und das Warmhaltegefäß wird weggefah ren und entleert. Bei voluminösen Stranggußprofilen muß der Abschlußschieber geteilt ausgeführt werden, so daß beim Ab flanschen der Kokille ein Schieber vor dem im Kern noch flüssigen Profil an der Kokille und ein zweiter Schieber vor der Gefäßöffnung verbleiben.There is a possibility for liquid metal interruption in that between the mold and the refractory wall the holding vessel a slide is arranged, which in Fault is closed. With this slider both the strand and the opening in the wall of the Holding vessel closed. Following this, the The mold is flanged and the holding vessel is removed and empty. In the case of voluminous continuous casting profiles, the Termination slider are divided, so that when Ab flanges the mold a slider in front of the core liquid profile on the mold and a second slide remain in front of the vessel opening.
Abgesehen von der schwierigen Betätigung der Schieber im Bedarfsfall erfordert ein derartiges Verfahren relativ viel Platz innerhalb des engen Abstandes zwischen der Kokille und der Gefäßwand. Ein erheblicher Nachteil besteht auch darin, daß das Warmhaltegefäß nach dem Trennen der Kokille entleert werden muß, weil die Schieberplatte dem Druck und der Temperatur des Flüssigmetalls nicht längere Zeit wider steht.Apart from the difficult operation of the slide in the If necessary, such a procedure requires a great deal Space within the narrow distance between the mold and the vessel wall. There is also a significant disadvantage in that the warming vessel after separating the mold must be emptied because the slide plate is under pressure and the temperature of the liquid metal is not reflected for a long time stands.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem für eine Waagerecht-Strangguß-Anlage mit einem als Druck kammer ausgebildeten Warmhaltegefäß der eingangs genannten Art anzugeben, das im Störfall eine schnelle Unterbrechung des Zustromes von Flüssigmetall zur Kokille sicherstellt.The invention has for its object a control system for a horizontal continuous casting system with one as pressure chamber-shaped holding vessel of the type mentioned Type to indicate that in the event of a malfunction a quick break ensures the flow of liquid metal to the mold.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is done in conjunction with the characteristics of Preamble according to the invention by the in the characteristic of Features specified claim 1 solved.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe sondere darin, daß durch Rückfluß des im Abgußkanal ober halb der Stranggußkokille befindlichen Flüssigmetalls in das Warmhaltegefäß eine schnelle Unterbrechung des Flüssig metallstromes durch den Kokillenkanal erfolgt. Das Warmhal tegefäß muß nicht entleert werden, wenn ein Störfall vor liegt, sondern es kann vielmehr weiterbeheizt werden, so daß der Stranggießprozeß nach Behebung des Störfalles ohne weitere Verzögerungen fortgesetzt werden kann.The advantages which can be achieved with the invention are in particular special in that by reflux of the upper in the pouring canal half of the continuous casting mold in liquid metal the holding vessel a quick interruption of the liquid Metal flow takes place through the mold channel. The Warmhal The tea container does not have to be emptied if an accident occurs lies, but rather can be heated further, so that the continuous casting process after eliminating the accident without further delays can continue.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The invention is described below with reference to the drawing illustrated embodiments explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Waagerecht-Strangguß-Anlage, Fig. 1 is a horizontal continuous casting plant,
Fig. 2 ein Regelungsprinzip für die Anlage gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows a control principle for the system according to FIG. 1.
In Fig. 1 ist eine Waagerecht-Strangguß-Anlage darge stellt. Es ist ein als Druckkammer ausgebildetes Warmhalte gefäß 1 mit druckdicht aufgesetztem Deckel 2 zu erkennen. Ein Einfüllkanal 3 mit Einfülltrichter 4 dient zur Zufuhr von Flüssigmetall aus einer Flüssigmetall-Zuführung 17 (z. B. Kippofen). Ein Induktor 5 mit Induktorkanal 6 heizt das Flüssigmetall FM im Warmhaltegefäß auf die gewünschte Tem peratur auf. Über einen Zulaufkanal 7 und eine Abgußöffnung 8 gelangt das Flüssigmetall in den Kokillenkanal 11 einer flüssigkeitsgekühlten Stranggußkokille 10. Oberhalb der Ab gußöffnung 8 setzt sich der Zulaufkanal 7 in einem Abgußka nal 9 fort. In Fig. 1 is a horizontal continuous casting Darge provides. It can be seen as a pressure chamber holding vessel 1 with pressure-tight lid 2 attached. A filling channel 3 with a filling funnel 4 serves for the supply of liquid metal from a liquid metal supply 17 (e.g. tilting furnace). An inductor 5 with inductor channel 6 heats the liquid metal FM to the desired temperature in the holding vessel. The liquid metal enters the mold channel 11 of a liquid-cooled continuous casting mold 10 via an inlet channel 7 and a pouring opening 8 . Above the pour opening 8 , the inlet channel 7 continues in a Abgußka channel 9 .
Der am Warmhaltegefäß 1 befindliche Induktor 5 ist derartig angeordnet, daß die einerseits von ihm initivierte Badströ mung den Solidifizierungsprozeß in der Kokille und die Badeinströmung in diesen Raum nicht stört, andererseits je doch die Temperatur des Flüssigmetalls sowohl im Gefäß als auch in den siphonartig angesetzten Kanälen 7, 9 zur Ko kille auf optimaler Höhe gehalten wird.The inductor 5 located on the holding vessel 1 is arranged in such a way that the bath flow initiated by him does not disturb the solidification process in the mold and the inflow of bath into this space, but on the other hand the temperature of the liquid metal both in the vessel and in the siphon-like channels 7 , 9 for Ko kille is kept at the optimum height.
Im Deckel 2 befindet sich ein Druckkammeranschluß 12 für einen mit einer Druckerzeugungseinrichtung 14 verbundenen Druckkanal 13. Als Druckmedium kommen Luft als auch relativ inaktive Gase wie Stickstoff oder Argon in Betracht. Zur Messung des aktuellen Badspiegels im Abgußkanal 9 ist eine Badspiegel-Erfassungseinrichtung 15 und zur Messung des ak tuellen Badspiegels im Warmhaltegefäß 1 ist eine Badspie gel-Erfassungseinrichtung 16 vorgesehen. Dabei ist der mi nimal zulässige Badspiegel des Flüssigmetalls im Warmhalte gefäß 1 mit H1 und der maximal zulässige Badspiegel im Warmhaltegefäß mit H2 bezeichnet. Der Badspiegel in Höhe der Abgußöffnung 8 beträgt H3. Da der Volumenbereich ober halb des Flüssigmetall-Badspiegels im Warmhaltegefäß druck beaufschlagt ist, stellt sich im Abgußkanal 9 (und auch im Einfüllkanal 3) ein gegenüber diesem Flüssigmetall-Badspie gel erhöhter Abgußkanal-Badspiegel H4 ein. Der Sollwert für diesen Badspiegel H4 wird derart bemessen, daß das Durch strömen des Flüssigmetalls durch den Kokillenkanal 11 mit optimalen Druck und optimaler Geschwindigkeit erfolgt.In the cover 2 there is a pressure chamber connection 12 for a pressure channel 13 connected to a pressure generating device 14 . Air and relatively inactive gases such as nitrogen or argon can be used as the pressure medium. To measure the current bath level in the pouring channel 9 , a bath level detection device 15 and for measuring the current bath level in the warming vessel 1 , a bath level detection device 16 is provided. The minimum permissible bath level of the liquid metal in the holding vessel 1 is designated as H1 and the maximum permissible bath level in the holding vessel is designated as H2. The bath level at the level of the pouring opening 8 is H3. Since the volume range above half of the liquid metal bath level in the holding vessel is pressurized, in the pouring channel 9 (and also in the filling channel 3 ) there is an increased pouring channel bath level H4 compared to this liquid metal bath level. The target value for this bath level H4 is dimensioned such that the liquid metal flows through the mold channel 11 at an optimum pressure and an optimal speed.
In Fig. 2 ist ein Regelungsprinzip für die Anlage gemäß Fig. 1 dargestellt. Es ist eine Regeleinrichtung 18 zu er kennen, der eingangsseitig die Meßsignale S1 bzw. S2 der Badspiegel-Erfassungseinrichtungen 15 bzw. 16 sowie gegebe nenfalls ein Notsignal N anliegen und die ausgangsseitig über Ansteuersignale A1 bzw. A2 die Flüssigmetallzuführung 17 bzw. die Druckerzeugungseinrichtung 14 ansteuert. Die Meßsignale S1 bzw. S2 entsprechen dabei dem aktuellen Ab gußkanal-Badspiegel H4 bzw. dem aktuellen Flüssigmetall- Badspiegel im Warmhaltegefäß.In FIG. 2, a control principle for the system according to Fig. 1. There is a control device 18 to know it, the measurement signals S1 and S2 of the bath level detection devices 15 and 16 and possibly an emergency signal N are present on the input side and the output side controls the liquid metal supply 17 and the pressure generating device 14 via control signals A1 and A2 . The measurement signals S1 and S2 correspond to the current pour channel bath level H4 or the current liquid metal bath level in the holding vessel.
Eine Aufgabe der Regeleinrichtung 18 ist es, den von der Druckerzeugungseinrichtung 14 produzierten Gasdruck derart einzustellen, daß sich unabhängig vom momentanen Badspiegel des Flüssigmetalls im Warmhaltegefäß stets der gewünschte Abgußkanal-Badspiegel einstellt. Der Sollwert des Abgußka nal-Badspiegels H4 wird derart festgelegt, daß sich ein op timaler Stranggußprozeß ergibt, wie bereits erwähnt. Der Gasdruck im Warmhaltegefäß wird je nach festgestellter Sollwert/Istwert-Abweichung des Abgußkanal-Badspiegels er höht oder abgesenkt.One task of the control device 18 is to adjust the gas pressure produced by the pressure generating device 14 in such a way that the desired pouring channel bath level is always set regardless of the current bath level of the liquid metal in the holding vessel. The setpoint of the Abgußka nal bath level H4 is set such that an optimal continuous casting process results, as already mentioned. The gas pressure in the holding vessel is increased or decreased depending on the setpoint / actual value deviation of the pouring channel bath level.
Eine weitere Aufgabe der Regeleinrichtung 18 ist es, durch geeignete Ansteuerung der Flüssigmetall-Zuführung 17 sicherzustellen, daß stets genügend Flüssigmetall in das Warmhaltegefäß 1 nachgefüllt wird, so daß sich der Flüssig metall-Badspiegel stets zwischen den Grenzwerten H1 und H2 (minimaler Badspiegel und maximaler Badspiegel) befindet.Another task of the control device 18 is to ensure, by suitable control of the liquid metal feed 17 , that sufficient liquid metal is always refilled into the holding vessel 1 , so that the liquid metal bath level is always between the limit values H1 and H2 (minimum bath level and maximum Bathroom mirror).
Bei Auftreten eines Notsignales N bewirkt die Regeleinrich tung 18 einen sofortigen Druckabbau der Druckerzeugungsein richtung 14 und eine sofortige Beendigung der Zugabe von Flüssigmetall durch die Flüssigmetall-Zuführung 17. Ein Notsignal N tritt auf, wenn es zum Durchbruch von Flüssig metall aus der Stranggußkokille 10 oder aus der erstarrten Metallschale hinter der Kokille kommt. Bei einem derartigen Störfall muß das weitere Einfließen von Flüssigmetall in die Kokille möglichst sofort unterbunden werden, wie be reits erwähnt.When an emergency signal N occurs, the control device 18 causes an immediate pressure reduction of the pressure generating device 14 and an immediate termination of the addition of liquid metal through the liquid metal feeder 17th An emergency signal N occurs when there is a breakthrough of liquid metal from the continuous casting mold 10 or from the solidified metal shell behind the mold. In such an accident, the further flow of liquid metal into the mold must be prevented as soon as possible, as already mentioned.
Das Flüssigmetallvolumen V1 im Abgußkanal 9 darf deshalb nach Auftreten eines Notsignales N nicht mehr durch die Abgußöffnung 8 in den Kokillenkanal 11 abfließen, sondern es muß über den Zulaufkanal 7 zurück zum Warmhaltegefäß 1 geführt werden. Das Flüssigmetallvolumen V1 wird bestimmt durch den Querschnitt Q1 des Abgußkanals 9 und die Strecke L1 zwischen dem Badspiegel H3 in Höhe der Abgußöffnung 8 und dem Abgußkanal-Badspiegel H4, d. h. es gilt V1 = Q1 * L1.The liquid metal volume V1 in the pouring channel 9 must therefore no longer flow through the pouring opening 8 into the mold channel 11 after the occurrence of an emergency signal N, but rather must be led back to the holding vessel 1 via the inlet channel 7 . The liquid metal volume V1 is determined by the cross section Q1 of the pouring channel 9 and the distance L1 between the bath level H3 at the level of the pouring opening 8 and the pouring channel bath level H4, ie V1 = Q1 * L1.
Das nach erfolgtem Druckabbau vom Einfüllkanal 3 in das Warmhaltegefäß 1 strömende Flüssigmetallvolumen V3 wird be stimmt durch den Querschnitt Q3 des Einfüllkanals 3 und die Strecke L1, d. h. es gilt V3 = Q3 * L1.The liquid metal volume V3 flowing after the pressure reduction from the filling channel 3 into the holding vessel 1 is determined by the cross section Q3 of the filling channel 3 and the distance L1, ie V3 = Q3 * L1.
Nach erfolgter Druckentlastung fließt Flüssigmetall der Volumensumme V2 = V1 + V3 in das Warmhaltegefäß 1, wodurch der Badspiegel im Gefäß ansteigt. Dieser Badspiegel darf jedoch den Badspiegel H3 keinesfalls überschreiten, um zu verlässig zu verhindern, daß nach erfolgtem Druckabbau Flüssigmetall aus dem Abgußkanal in den Kokillenkanal 11 fließt. Die Volumensumme V2 wird andererseits bestimmt durch den Querschnitt Q2 des Warmhaltegefäßes und eine Strecke L2, d. h. es gilt V2 = Q2 * L2. Aus der Gleichung Q1 * L1 + Q3 * L1 Q2 * L2 läßt sich der Mindestwert für L2 ermitteln.After the pressure has been released, liquid metal with a volume total of V2 = V1 + V3 flows into the holding vessel 1 , causing the bath level in the vessel to rise. However, this bath level must never exceed the bath level H3 in order to reliably prevent liquid metal from flowing out of the pouring channel into the mold channel 11 after the pressure has been reduced. The volume sum V2, on the other hand, is determined by the cross section Q2 of the holding vessel and a distance L2, ie V2 = Q2 * L2. The minimum value for L2 can be determined from the equation Q1 * L1 + Q3 * L1 Q2 * L2.
Zweckmäßigerweise wird der maximal zulässige Badspiegel H2 aus der Gleichung H2 = H3 - L2 ermittelt.The maximum permissible bath level is expediently H2 determined from the equation H2 = H3 - L2.
Da der Sollwert des Abgußkanal-Badspiegels H4 in Abhängig keit des Stranggußprozesses veränderbar ist, ergibt sich infolge einer sich dann verändernden Strecke L1 bzw. L2 auch eine Veränderung des maximal zulässigen Badspiegels H2.Since the setpoint of the pouring channel bath level H4 is dependent speed of the continuous casting process can be changed due to a then changing route L1 or L2 also a change in the maximum permissible bath level H2.
Claims (2)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |