EP0083916A1 - Vorrichtung zum Horizontal-Stranggiessen von Metallen und Legierungen, insbesondere von Stählen - Google Patents

Vorrichtung zum Horizontal-Stranggiessen von Metallen und Legierungen, insbesondere von Stählen Download PDF

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EP0083916A1
EP0083916A1 EP82890179A EP82890179A EP0083916A1 EP 0083916 A1 EP0083916 A1 EP 0083916A1 EP 82890179 A EP82890179 A EP 82890179A EP 82890179 A EP82890179 A EP 82890179A EP 0083916 A1 EP0083916 A1 EP 0083916A1
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EP
European Patent Office
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cooling
strand
cooling elements
elements
control device
Prior art date
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EP82890179A
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English (en)
French (fr)
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EP0083916B1 (de
Inventor
Manfred Dipl.-Ing. Haissig
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Vereinigte Edelstahlwerke AG
Original Assignee
Vereinigte Edelstahlwerke AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/045—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for horizontal casting

Definitions

  • the invention relates to a device for the horizontal continuous casting of metals and alloys, in particular steels.
  • the metal melt 1n coming from the melt distributor arrives in a horizontal continuous casting mold made of a thermally conductive metal, usually cooled with a cooling medium, where the metal strand that is being formed begins to solidify and solidify from its surface.
  • the solid strand shell that forms during this process increases in strength as it passes through the mold.
  • this shell is still relatively thin in the case of the usually cast metals and alloys; the stripped strand is therefore suitable for manipulation, e.g. for pulling out of the mold, mechanically not yet stable enough.
  • one or more aftercoolers are therefore usually arranged, in which or which strengthening of the strand shell increases the strength of the strand, so that the strand, which is still molten in the center, is free of danger Fracture can be detected by the strand withdrawal device, for example by its drive rollers, and then manipulated further in the desired manner.
  • European patent application 26 487 describes a method for monitoring the condition of the mold during the ongoing Gleß ceremoniess, which makes it possible to recognize undesirable changes in the mold geometry early and thus the strand damage previously described, such as. To prevent cracks or breakthroughs.
  • the respective actual value of the cooling capacity of the mold is determined, compared with a target value given as a function of the carbon content and the dwell time of the cast steel in the mold, and if the actual value deviates too much from this target value, a harmful change in the mold geometry is determined. The necessary measures to ensure the desired strand quality are then taken.
  • this known method makes it possible to recognize strand damage occurring in time as a result of an unfavorable mold geometry, a correction or readjustment of the mold geometry during operation is not provided for in this method.
  • European patent application 26 390 describes a method for adjusting the adjustment speed of the narrow sides of a plate mold in steel continuous casting, in which the distance between the narrow sides is changed during the continuous casting operation to change the format.
  • this adjustment speed should be as high as possible, but this entails the risk that bulges and breakthroughs on the strand may occur.
  • the amount of heat removed from the cooling medium on the narrow sides of the mold during the adjustment is measured, and the narrow sides are only adjusted so quickly that the amount of heat removed does not fall below a respectively predetermined amount.
  • a method for controlling the cooling capacity is also known only for the narrow side walls of plate molds in continuous casting, in which the narrow side walls are clamped between the broad side walls and before the start of casting, the mold cavity between the narrow side walls is provided with a casting cone which converges in the direction of the strand and is adapted to the steel quality and the strand width.
  • the pouring cone is additionally set to a desired value corresponding to the intended pouring speed and / or pouring temperature, and if the pouring speed and / or the pouring temperature deviate during pouring operation, the pouring cone is changed according to predetermined desired values corresponding to these changing pouring parameters.
  • post-cooling devices for vertical and curved continuous casting plants have become known in which the strand is cooled by applying the cooling medium - usually water - directly to the strand.
  • Such a device is described, for example, in AT-PS 303 987, wherein a control of the amount of cooling water applied to the strand by determining the surface temperature of the strand before it enters and after it exits the after-cooling zone by means of sensors and processing the determined characteristic data in a central computer controlling the control devices for the cooling water supply.
  • DE-OS 19 32 884 A similar device is described in DE-OS 19 32 884, in which a control of various functions of an arc continuous casting installation is provided. There is also a regulation of the amount of cooling water delivered to the line by the after-cooling device, which also works according to the direct cooling principle.
  • the cooling capacity of the mold is also controlled by controlling the amount of cooling medium flowing through it by means of temperature and flow sensors which determine the amount of heat removed from the cooling medium.
  • the aim of which is to create a device which enables a treatment of the strand which is tailored to the individual and, depending on the material quality, different behavior of the casting strand leaving the mold during its further cooling, without direct contact with the cooling medium.
  • the invention relates to a device for the horizontal continuous casting of metals and alloys, in particular steels, which has a melting tank, a connected, preferably equipped with cooling, shaping slide mold, at least one aftercooler and a possibly oscillating drive device for the strand has sensors connected to a storage and control device for detecting the amount of heat dissipated from the cooling medium, which is characterized in that at least one aftercooler is designed as a plate cooler with cooling medium through which the cooling medium flows, and which, preferably on each cooling element Arranged, sensors for determining the amount of heat dissipated from the cooling medium are connected to the storage and control device, which in turn, preferably with each of the cooling elements arranged, by means of the control device adjustable to predetermined setpoints, adjusting devices for adjusting the position and thus the contact pressure of the cooling elements or their cooling surfaces on the respective surfaces of the strand and / or for adjusting the flow rate of the cooling medium through the cooling elements.
  • the device according to the invention makes it possible in each case on the main surfaces and preferably also on different sections of the drawn-off strand in the longitudinal direction to set the amounts of heat given off by the strand to the aftercooling device individually to the desired values and the cooling capacity of the individual cooling elements to one another and to requirements, properties and behavior of the potted material.
  • An individually controlled cooling of the strand both in terms of its entire circumference and its longitudinal profile, can be achieved, which manifests itself, for example, in a thickness of the strand shell that is uniform over the circumference of the strand and in the strand movement direction in a uniformly increasing thickness without discontinuities.
  • a strand of this type, having a uniform or evenly strengthening strand shell can be manipulated without danger on the one hand, and on the other hand, the finished strand obtained as a process product is characterized by high and reproducible homogeneity and quality.
  • the preferably provided individual control of the contact pressure of the individual cooling elements on the strand and / or the amount of coolant flowing through each cooling element allows, even if there are any dimensional deviations of the strand, for example "with slight warping or with deflection after leaving the mold, one over the circumference uniform cooling and thus the formation of a uniform and one in the longitudinal to ensure the strand shell increases in thickness evenly.
  • the control of the contact pressures of the individual cooling surfaces or cooling elements of the aftercoolers in order to achieve uniform heat dissipation over the strand circumference can be carried out as follows: Temperature measuring sensors, e.g. in the supply and discharge of the cooling elements for the cooling medium, Thermocouples, wherein a flow measuring sensor is also preferably arranged in the inlet or outlet of each of the cooling elements. The measurement data obtained from these sensors of each of the cooling elements, i.e.
  • the data about the amount of cooling medium flowing through the cooling elements per unit of time and the temperature differences between the inflow and outflow of the respective elements are fed to the central storage and control device, which therefrom provides the amounts of heat dissipated from the individual cooling elements, for example in kWh per unit of time, determined and compared with the data for the target cooling output of the individual cooling elements of the aftercooling device for each metal to be cast or for each alloy.
  • the contact pressures of the individual cooling elements on the strand and / or the amounts of the cooling medium flowing through these elements per unit of time are changed until the pre-stored values of the cooling capacity desired depending on the alloy to be cast are achieved.
  • An embodiment of the device is therefore preferred in which the amounts of heat dissipated from the cooling medium by each cooling element are compared with respectively, preferably separately, set values, and if the actual values deviate from the specified values, the contact pressures of the individual cooling elements the respective wing surfaces by moving these elements using the use each of the aftercoolers to regulate and homogenize the cooling capacity of the individual cooling elements.
  • the cooling elements of the post-cooling device arranged above the horizontal horizontal plane, based on the casting strand can be acted upon with a higher contact pressure and / or with a higher cooling medium flow rate than the cooling elements lying below this level.
  • This measure has the following advantage: With each strand, the contact pressure on the wall of the cooling element on its underside is higher than the pressure on the side surfaces or on the top side due to its own weight. As a result, the heat center and thus the liquid core of the strand is shifted from its center towards the top of the strand, so the strand shell has a lower thickness on the top of the strand than on its underside. As a result of the increase in the contact pressure of the cooling elements acting on the upper side of the strand, which is adjustable according to the invention, a relatively greater heat dissipation is brought about there. The heat center can thus be shifted towards the underside of the strand into the geometric center of the strand, which enables the desired thickness of the strand shell to be achieved, which is uniform over the entire circumference.
  • thermal stresses within the strand shell can be avoided, which increases the quality of the products.
  • the individual cooling elements of the aftercooler device formed from one or more aftercooler (s) are manufactured by Adjusting devices and / or the flow velocities of the cooling medium can be changed by the individual cooling elements until the target values are reached.
  • a device according to the invention is preferred in which the storage and control device is formed by a computer or microprocessor equipped with data and program storage devices. These facilities can be easily integrated into a larger existing system of data processing and conversion systems.
  • the sequence of a separate cooling program can also be provided for each of the cooling elements for each step, which controls the contact pressure or the flow rate of the cooling medium as a function of time in accordance with a predetermined characteristic.
  • the use of a microprocessor is also advantageous for such microsteps.
  • the adjusting devices for changing the position of the cooling elements or the flow control elements for the cooling medium are preferably equipped with a, preferably digitally controllable, step-by-step sliding current motor. This allows a particularly precise adjustment of the actuating device.
  • Other actuating devices for regulating the contact pressure of the cooling elements on the strand surface are equipped, for example, with hydraulic actuators, induction coils or the like.
  • the actuating devices are connected to flow control elements, such as valves, slides or the like, arranged in the inlets or outlets of the cooling elements. It can also be provided that the contact pressure and cooling medium speed are combined the adjusting devices are usually tapered to match the taper of the casting strand subject to cooling, the strand axis approximating in the strand advancement direction. However, in the case of a conicity of the strand which varies as a result of the shrinkage properties of the cast metal changing within certain temperature intervals during the cooling, they are also designed to be adaptable to this changed, new conicity. To take into account the taper, it is advantageous to design the cooling surfaces of the cooling elements, which come into sliding contact with the surface of the strand, to narrow in the direction of strand movement.
  • the aftercooling device is preferably divided into two to four aftercoolers and each aftercooler advantageously has a number of cooling elements and cooling surfaces corresponding to the number of individual surfaces forming the strand jacket.
  • the division of the aftercooling device into several aftercoolers allows, as already mentioned above, a pre-. Precise adaptation of the position of the cooling elements to the strand which changes in dimension due to the respective shrinkage behavior.
  • cooling elements or their cooling surfaces in the direction of the strand withdrawal downstream are designed to abut only the central or near-center regions of the individual surfaces of the jacket of the strand , while they are not in contact with the strand edges and in the regions of the individual surfaces of the strand jacket close to the strand edges.
  • the individual lateral surfaces of a square prismatic strand to be cooled in their full width by the cooling elements.
  • the strand continues to advance, but possibly also immediately after leaving the mold, there is advantageously only one area in and around the center of the individual surfaces of the strand jacket to be cooled, under control of the contact pressures of the and / or the cooling medium flow through the individual cooling elements cooled, while the edges or edge regions of the strand, which are already subject to increased self-cooling, are not subjected to forced cooling by the cooling elements of the after-cooling device.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a conventional rigid continuous casting mold
  • FIG. 2 shows a section through the permanent mold shown in FIG. 1 along the plane II-II perpendicular to the axis
  • FIG. 3 shows the schematic sketch of a continuous casting installation designed according to the invention with its contact pressure adjustable after-coolers having position-changing cooling elements
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a device according to the invention with a after-cooling device having two after-coolers
  • FIG. 5 shows a section through the system shown in FIG. 4 along the vertical plane VV
  • FIG. 7 shows a schematic plan view of the cooling surfaces after removal of the cooler jacket tube
  • FIG. 8 shows a section through the system shown in FIG. 6 along the vertical plane VIII-VIII
  • the continuous casting mold 4 with the shaping surface 4a made of thermally conductive metal is connected to the melting container or melt distributor 1 made of refractory material and containing the melt 2 of the metal to be cast.
  • the mold 4 is connected to the rigid cooler 5, whose cooling surface 6, which is also made of thermally conductive metal, comes into sliding contact with the solidified surface of the strand 3 moving through the cooler.
  • Both the rigid cooler 5 and the mold 4 are flowed through by the cooling medium, which flows from the inlet 8 along a path indicated by the broken line in the figure to the outlet 9 and extracts heat from the strand passing through the mold and cooler.
  • the melt 2 passes from the melting container into the cavity of the cooled mold 4 and begins to solidify from the outside, forming the strand.
  • the shell 3a of the strand 3 surrounding the liquid core 3b is still thin and unstable within the mold 4 and, as the strand 5 passes through the cooler 5, where the strand surface comes into contact with the cooling surfaces 6, continuously gains strength in the direction of the strand advancement and strength.
  • the strand should have solidified to such an extent that it can be withdrawn or manipulated without risk of breakage or the like.
  • the strand shrinks on all sides, the strand 3 thus tapering increasingly in the direction of the strand advancement.
  • the rigid cooling surfaces 6 of the cooler 5 are usually tapered in the direction of strand movement, so that along the cooling surface 6 the Contact with the strand surface, which is also conical as a result of the contraction, is retained as far as possible, and thus the effective cooling of the strand is continuously ensured over the entire length of the cooler 5.
  • the conicity of the rigid cooler once specified, cannot be changed and thus cannot be optimally adapted to the different shrinkage behavior of different metals or alloys with varying compositions. If the taper is large, the strand can get stuck in the cooler.
  • the strand 3 is pulled by a take-off device, not shown, e.g. from traction rollers, continuously or oscillatingly withdrawn from the mold and cooler, after which further desired manipulations, e.g. Cutting the strand, storage or the like.
  • a take-off device not shown, e.g. from traction rollers, continuously or oscillatingly withdrawn from the mold and cooler, after which further desired manipulations, e.g. Cutting the strand, storage or the like.
  • FIG. 3 shows schematically the device designed according to the invention, the individual parts being designated by the reference numerals used in FIGS. 1 and 2 and the system, as far as the casting process itself is concerned, working analogously to the system shown in FIGS. 1 and 2 .
  • the cooling medium is guided through the individual cooling elements 5a-5c in cocurrent with the strand advancement after it has flowed through the mold 4. It should be emphasized that any other way of guiding the cooling medium through the cooling elements 5a-5c can also be provided and that, if necessary, each cooling element can also have its own cooling medium circuit, which is particularly advantageous in systems equipped with individually controllable cooling elements, in which either in addition to controlling the contact pressure or exclusively controlling the cooling of the strand to achieve one over the strand Scope uniform cooling takes place by varying the amount of cooling medium flowing through the respective cooling elements per unit of time.
  • the cooling elements 5a-5c are connected via springs 10 to adjusting plates 11 which can be adjusted in their position - in particular in their distance from the cooler or strand axis - by means of adjusting device 12. Due to the force of the springs, the cooling elements 5a-5c or their cooling surfaces are movable against the surface of the passing strand 3 and also not parallel to the strand axis, but pressed parallel to or onto the respective strand surfaces and thereby effect their uniform cooling.
  • the actuating devices 12 are advantageously equipped with digitally controllable, step-by-step DC motors.
  • thermocouples are installed, which is, for example, where the cooling medium, usually water, leaves the aftercooling device , A sensor 15 for measuring the quantity of cooling medium flowing through an adjacent series of cooling elements 5a-5c.
  • the parameters determined by the sensors 13, 14, 15 are fed to a computer 16, which processes them into data about the heat dissipation that has taken place and compares the data thus obtained with the parameters entered into the storage device 17 and corresponding to the metal to be cast.
  • the computer 16 in each case gives appropriate instructions, for example in the form of pulses, to the actuating devices 12, for example to their servomotors, by means of which the position of the actuating plates 11 and there is then determined is changed with the cooling elements 5a, 5b, 5c until the data supplied by the sensors 13-15 and determined by the computer 16 match the stored, desired values of heat dissipation for each of the cooling elements mentioned.
  • FIGS. 4 and 5 correspond to the system shown schematically in FIG. 3. Corresponding parts are designated by the same reference numerals.
  • the after-cooling device is formed by two after-coolers.
  • the cooling elements 5a, 5b which are arranged around the circumference of the strand 3 for cooling its jacket surface and are in sliding contact with the strand on the cooling surfaces 6a, 6b, are arranged within a common jacket tube 7 surrounding them, which has openings 7a through which the Pressure springs 10 are guided, which press the individual cooling elements 5a, 5b against the surface or the individual surfaces of the strand 3.
  • the cooling medium is guided through the cooling elements 5a, 5b via the feed lines 8a, 8b and derivatives 9a, 9b, in which the sensors not shown in these figures, shown above, are located.
  • the devices for setting the contact pressure for each of the cooling elements for example, adjusting plate 11 and servomotor 12, which are indicated schematically on only one cooling element, are arranged outside the casing tube 7, so that they are not subject to any 3e influence by heating.
  • 6 to 10 show a continuous casting plant similar to the plant according to FIGS. 4 and 5, in which the after-cooling device 5 is divided into three coolers 5a, 5b, 5c.
  • FIGS. 6 to 9 correspond to those of the Flg. 4 and 5. It is shown there how, in the direction of the strand movement, the cooling elements or the cooling surfaces 6a-c in contact with the strand are increasingly reduced in their extent transversely to the direction of the strand movement and are designed to be moved away from the strand edges.
  • edges of the strand 3 are removed from the forced cooling in this way, so that there is too intensive cooling, which leads to undesired "thickening" of the strand shell in the region of the strand edge, and thus to inhomogeneities, e.g. Cracks can be avoided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Horizontal-Stranggießen von Metallen und Legierungen, insbesondere von Stählen. Um eine über den Strangumfang möglichst gleichmäßige Abkühlung und damit eine gleichmäßige Stärke der Strangschale beim Stranggießen zu erreichen, ist vorgesehen, daß zumindest ein Nachkühler (5) als Plattenkühler mit vom Kühlmedium durchströmten lageveränderlichen Kühlelementen (5a, 5b, 5c) ausgebildet ist, daß die, vorzugsweise an jedem Kühlelement angeordneten, Sensoren (13, 14, 15) zur Ermittlung der vom Kühlmedium abgeführten Wärmemenge mit der Speicher- und Steuereinrichtung (16, 17) verbunden sind, die ihrerseits mit, vorzugsweise jedem der Kühlelemente (5a, 5b, 5c) zugeordneten, mittels der Steuereinrichtung (16, 17) auf vorgegebene Sollwerte einstellbaren Stelleinrichtungen (12) zur Einstellung der Lage und damit des Anpreßdruckes der Kühlelemente (5a, 5b, 5c) bzw. deren Kühlflächen (6a, 6b, 6c) auf die jeweiligen Oberflächen des Stranges (3) und/oder zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums durch die Kühlelemente verbunden ist.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Horizontal-Stranggießen von Metallen und Legierungen, insbesondere von Stählen.
  • Beim horizontalen Stranggießen gelangt die aus dem Schmelzeverteiler kommende Metallschmelze 1n eine aus einem wärmeleitfähigen Metall gefertigte, üblicherweise mit einem Kühlmedium gekühlte, horizontale Stranggieß-Kokille, wo unter Formgebung der sich ausbildende Metallstrang von seiner Oberfläche her zu erstarren und sich zu verfestigen beginnt. Die bei diesem Vorgang sich ausbildende, feste Strangschale nimmt während des Durchganges durch die Kokille an Stärke zu. Diese Schale ist jedoch nach Verlassen der Kokille bei den üblicherweise vergossenen Metallen und Legierungen noch relativ dünn, der abgezogene Strang ist daher für eine Manipulation, wie z.B. für das Abziehen aus der Kokille, mechanisch noch nicht stabil genug. In Bewegungsrichtung des Stranges stromabwärts von der Kokille ist bzw. sind daher meist ein oder mehrere Nachkühler angeordnet, in welchem bzw. welchen eine die Festigkeit des Stranges erhöhende Verstärkung der Strangschale erreicht wird, so daß der in seinem im Zentrum noch schmelzflüssige Strang ohne Gefahr eines Bruches von der Strangabzugseinrichtung, beispielsweise von deren Treibrollen, erfaßt und danach in gewünschter Weise weiter manipuliert werden kann.
  • Zur Erreichung einer nach der Formgebung möglichst raschen Stabilisierung der Festigkeit des Stranges wurde als wichtiger Faktor die Gewährleistung einer innerhalb der Gießkokille über den Umfang des Stranges gleichmäßigen Abkühlung erkannt.
  • Vom Stahl-Strangießen von Knüppeln'und Vorblöcken her ist es bekannt, durch allseitige konische Ausbildung des Kokillenhohlraumes in Stranglängsrichtung die Wärmeabfuhr zu erhöhen und so das Schalenwachstum zu begünstigen. Es ist auch beschrieben, wie die Konizität der Kokille im Hinblick auf die Schwindung zu bestimmen ist, um den positiven Effekt einer verbesserten Wärmeabfuhr und des Schalenwachstumes bei gleichzeitig geringer Kokillenreibung zu erreichen. Jede anfänglich optimal eingestellte Kokillengeometrie verändert sich während des Betriebes infolge Verschleißes und/ oder Verzuges derart, daß z.B. die vorgegebene Konizität verlorengeht oder gegebenenfalls sogar eine umgekehrte Konizität eintreten kann. Eine solche ungünstige Kokillengeometrie kann dann zu Schäden am gegossenen Strang, z.B. zu Rissen oder Brüchen, führen.
  • Es ist weiters bekannt, bei der Anpassung der Konizität der Gießkokille die Kohlenstoffgehalte von Stählen und damit die Unterschiede hinsichtlich Wärmeabfuhr und Kokillenreibung zu berücksichtigen.
  • Um Schäden infolge Verschleißes und/oder Verziehens der Kokille zu vermeiden, Ist es in der Praxis üblich, die Kokillengeometrie mittels Lehren bei Stillstand der Anlage zu überprüfen, was die Durchführung aufwendiger Messungen nötig macht.
  • In der europäischen Patentanmeldung 26 487 Ist ein Verfahren zur Überwachung des Zustandes der Kokille während des laufenden Gleßbetriebes beschrieben, welches es ermöglicht, unerwünschte Änderungen in der Kokillengeometrie frühzeitig zu erkennen und damit die vorher beschriebenen Strangschäden, wie z.B. Risse oder Durchbrüche, zu verhindern.
  • Bei diesem Verfahren wird der jeweilige Ist-Wert der Kühlleistung der-Kokille bestimmt, mit einem in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt und der Verweilzeit des vergossenen Stahles in der Kokille vorgegebenen Soll-Wert verglichen, und bei einem zu großen Abweichen des Ist-Wertes von diesem Soll-Wert wird eine schädliche Veränderung der Kokillengeometrie festgestellt. Danach werden die notwendigen Maßnahmen zur Sicherung einer gewünschten Strangqualität ergriffen. Dieses bekannte Verfahren ermöglicht es zwar, infolge einer ungünstigen Kokillengeometrie auftretende Strangschäden rechtzeitig zu erkennen, eine Korrektur bzw. Nachjustierung der Kokillengeometrie während des Betriebes ist bei diesem Verfahren jedoch nicht vorgesehen.
  • In der europäischen Patentanmeldung 26 390 ist ein Verfahren zur Einstellung der Verstellgeschwindigkeit der Schmalseiten einer Platten-Kokille beim Stahl-Stranggießen beschrieben, bei welchem während des laufenden Stranggießbetriebes zur Formatänderung der Abstand zwischen den Schmalseiten verändert wird. Um die Länge des Übergangsstückes des Stranges - also des Strangteiles zwischen vorher gegossenem und danach neu zu gießendem Format - und die Materialverluste möglichst klein zu halten, soll diese Verstellgeschwindigkeit möglichst hoch sein, was aber die Gefahr in sich birgt, daß Ausbauchungen und Durchbrüche am Strang auftreten können.
  • Bei diesem Verfahren wird die an den Schmalseiten der Kokille während des Verstellens vom Kühlmedium abgeführte Wärmemenge gemessen, und die Schmalseiten werden nur so schnell verstellt, daß die abgeführte Wärmemenge einen jeweils vorgegebenen Betrag nicht unterschreitet.
  • Eine Einstellung der Lage der anderen beiden Seiten der Kokille außer deren Schmalseiten ist-bei den beiden letzterwähnten Verfahren nicht vorgesehen.
  • Aus der DE-AS 24 15 224 ist ein Verfahren zum Steuern der Kühlleistung ebenfalls nur der Schmalseitenwände von Plattenkokillen beim Stranggießen bekannt, bei dem die Schmalseitenwände zwischen den Breitseitenwänden festgeklemmt werden und vor Gießbeginn der Formhohlraum zwischen den Schmalseitenwänden mit einem in Stranglaufrichtung konvergierenden, der Stahlqualität und der Strangbreite angepaßten Gießkonus versehen wird. Vor Gießbeginn wird der Gießkonus zusätzlich auf einen der vorgesehenen Gießgeschwindigkeit und/ oder Gießtemperatur entsprechenden Sollwert eingestellt und bei Abweichung der Gießgeschwindigkeit und/oder der Gießtemperatur während des Gießbetriebes wird der Gießkonus nach vorbestimmten, diesen wechselnden Gießparametern entsprechenden Sollwerten verändert.
  • Alle bisher aufgezählten bekannten Verfahren betreffen also eine Anpassung der Geometrie der Gießkokille an die infolge von Änderungen der Gießparameter, Metall- bzw. Legierungsqualität bzw. bei gewünschten Querschnittsänderungen des Stranges auftretenden bzw. zu erwartenden Dimensionsänderungen im Strang, wobei aber nur die Lage der Schmalseitenwände der Plattenkoklllen verändert wird.
  • Berücksichtigt sind bei diesen Verfahren nicht die beiden anderen Selten des Stranges und auch nicht die am Gießstrang erst nach dem Verlassen der formgebenden Gießkokille auftretenden Dimensionsänderungen infolge der weiteren Abkühlung, der dabei eintretenden Schwindungsvorgänge, Phasenumwandlungen u. dgl. Gerade diese Vorgänge sind aber letztlich für die Festigkeit des fertigen Stranges und die Homogenität und Qualität des Gusses wesentlich.
  • Die bisher beschriebenen bekannten Verfahren betreffen also nicht das Verhalten des Stranges und dessen Behandlung nach dem Verlassen der Gießkokille. Gerade beim weiteren Abkühlen nach dem Verlassen der formgebenden Gießkokille, die mittels des Nachkühlers bzw. der Nachkühler erfolgt, kommt es jedoch zu Strangquerschnitts-Veränderungen, meist Verringerungen, wobei diese Querschnittsänderungen infolge von bei verschledenen Temperaturen auftretenden Phasenumwandlungen durchaus auch ungleichmäßig erfolgen können,also beispielsweise zwischendurch Dimensionskonstanz trotz Abkühlung eintreten kann.
  • Außer den auf die Querschnitts-Dimensionsänderungen im Strang in einer Richtung anpaßbaren Kokillen sind Nachkühleinrichtungen für Vertikal- und Bogen-Stranggieß-Anlagen bekannt geworden, bei welchen ein Kühlen des Stranges durch ein Aufbringen des Kühlmediums - üblicherweise Wasser - direkt auf den Strang erfolgt.
  • So ist beispielsweise in der AT-PS 303 987 eine derartige Einrichtung beschrieben, wobei eine Steuerung der auf den Strang aufgebrachten Kühlwassermenge durch Ermittlung der Oberflächentemperatur des Stranges vor dessem Eintritt in die und nach dessen Austritt aus der Nachkühlzone mittels Sensoren und eine Verarbeitung der ermittelten Kenndaten in einem die Stelleinrichtungen für die Kühlwasserzufuhr steuernden zentralen Rechner erfolgt.
  • Eine ähnliche Einrichtung ist in der DE-OS 19 32 884 beschrieben, bei der eine Steuerung verschiedener Funktionen einer Bogen-Stranggieß-Anlage vorgesehen ist. Dort erfolgt ebenso eine Regelung der von der ebenfalls nach dem Direkt-Kühlungs-Prinzip arbeitenden Nachkühl-Einrichtung auf den Strang abgegebenen Kühlwassermenge. Bei der Anlage gemäß dieser DE-OS ist weiters die Steuerung der Kühlleistung der Kokille durch Steuerung der sie durchfließenden Kühlmediums-Menge mittels die vom Kühlmedium abgeführte Wärmemenge ermittelnden Temperatur- und Durchfluß-Sensoren vorgesehen.
  • Wenn auch bei den beiden zuletzt beschriebenen Nachkühleinrichtungen infolge des direkten Aufbringens des Kühlmediums auf den Strang dessen Dimensionsänderungen infolge Abkühlens keine Probleme schaffen, so bringt der direkte Kontakt zwischen Medium und Strang erhebliche Nachteile, wie Dampfentwicklung, ungleichmäßige Kühlung und gegebenenfalls Reaktionen zwischen Metall und Kühlmedium.
  • Hier setzt die Erfindung ein, deren Ziel es ist, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine auf das Individuelle und je nach Materialqualität unterschiedliche Verhalten des die Kokille verlassenden Gießstranges bei seinem weiteren Abkühlen abgestimmte Behandlung des Stranges ohne direkten Kontakt mit dem Kühlmedium ermöglichen.
  • Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine über den Strangumfang gleichmäßige Abkühlung und die Erzielung einer über den Umfang gleichmäßigen Stärke der Strangschale und damit der zu vergießenden Legierung entsprechend eine optimale Stabilität und Festigkeit des fertigen Stranges zu gewährleisten, so daß bei dessen Manipulation, insbesondere beim Abziehen, Beschädigungen oder gar Brüche ausgeschlossen sind und eine hohe Materialqualität erreicht wird.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Horizontal-Stranggießen von Metallen und Legierungen, insbesondere von Stählen, welche einen Schmelzbehälter, eine daran angeschlossene, horizontale, vorzugsweise mit Kühlung ausgestattete, formgebende Gleitkokille, mindestens einen Nachkühler und eine, gegebenenfalls oszillierende, Antriebseinrichtung für den Strang aufweist, wobei mit einer Speicher-und Steuereinrichtung verbundene Sensoren'zur Erfassung der vom Kühlmedium abgeführten Wärmemenge vorgesehen sind, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest ein Nachkühler als Plattenkühler mit vom Kühlmedium durchströmten lageveränderlichen Kühlelementen ausgebildet ist, daß die, -vorzugsweise an jedem Kühlelement angeordneten, Sensoren zur Ermittlung der vom Kühlmedium abgeführten Wärmemenge mit der Speicher- und Steuereinrichtung verbunden sind, die ihrerseits mit, vorzugsweise jedem der Kühlelemente zugeordneten, mittels der Steuereinrichtung auf vorgegebene Sollwerte einstellbaren Stelleinrichtungen zur Einstellung der Lage und damit des Anpreßdruckes der Kühlelemente bzw. deren Kühlflächen auf die jeweiligen Oberflächen des Stranges und/oder zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums durch die Kühlelemente verbunden ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt es, jeweils an den Hauptflächen und vorzugsweise auch an verschiedenen Abschnitten des abgezogenen Stranges in Längsrichtung ganz gezielt die vom Strang an die Nachkühleinrichtung abgegebenen Wärmemengen Individuell auf gewünschte Werte einzustellen und die Kühlleistung der einzelnen Kühlelemente aufeinander und auf Anforderungen, Beschaffenheit und Verhalten des jeweils vergossenen Materials abzustimmen. Damit kann eine individuell gesteuerte Abkühlung des Stranges, sowohl was dessen gesamten Umfang als auch dessen Längsverlauf betrifft, erzielt werden, was sich beispielsweise in einer über den Umfang des Stranges gleichmäßigen und in Strangbewegungsrichtung in einer gleichmäßig und ohne Diskontinuitäten ansteigenden Stärke der Strangschale manifestiert. Ein eine derartige, gleichmäßige bzw. gleichmäßig sich verstärkende Strangschale aufweisender Strang kann schließlich einerseits ohne Gefahr manipuliert werden und andererseits zeichnet sich der als Verfahrensprodukt erhaltene, fertige Strang durch hohe und reproduzierbare Homogenität und Qualität aus.
  • Die bevorzugt vorgesehene individuelle Steuerung des Anpreßdruckes der einzelnen Kühlelemente auf den Strang und/ oder der jedes Kühlelement durchfließenden Kühlmittelmenge erlaubt es, selbst bei gegebenenfalls auftretenden Dimensionsabweichungen des Stranges, z.B."bei geringfügigem Verziehen oder bei Durchbiegung nach Verlassen der Kokille, dennoch eine über den Umfang gleichmäßige Kühlung und damit die Ausbildung einer gleichmäßigen und einer im Längsverlauf gleichmäßig in ihrer Dicke steigenden Strangschale zu gewährleisten.
  • Die Steuerung der Anpreßdrücke der einzelnen Kühlflächen bzw. Kühlelemente der Nachkühler zur Erzielung einer gleichmäßigen Wärmeabfuhr über den Strangumfang kann in der Praxis beispielsweise folgendermaßen erfolgen: Jeweils im Zu-und im Ablauf der Kühlelemente für das Kühlmedium sind Temperatur-Meßsensoren, z.B. Thermoelemente, angeordnet, wobei außerdem im Zu- oder im Ablauf vorzugsweise jedes der Kühlelemente ein Strömungs-Meßsensor angeordnet ist. Die von diesen Sensoren jedes der Kühlelemente gewonnenen Meßdaten, also im konkreten Fall die Daten über die pro Zeiteinheit durch die Kühlelemente strömende Kühlmediums-Menge sowie die Temperaturdifferenzen zwischen Zu- und Ablauf der jeweiligen Elemente werden der zentralen Speicher- und Steuereinrichtung zugeführt, welche daraus die von den einzelnen Kühlelementen abgeführten Wärmemengen, z.B. in kWh pro Zeiteinheit, ermittelt und sie mit jeweils für jedes zu vergießende Metall bzw. für jede Legierung vorgegebenen und gespeicherten Daten für die Sollkühlleistung der einzelnen Kühlelemente der Nachkühleinrichtung vergleicht. Mittels der beim Vergleich gewonnenen Abweichungs-Daten werden die Anpreßdrücke der einzelnen Kühlelemente auf den Strang und/ oder die Mengen des diese Elemente pro Zeiteinheit durchströmenden Kühlmediums verändert, bis jeweils die je nach zu vergießender Legierung gewünschten, vorgespeicherten Werte der Kühlleistung erreicht sind.
  • Es Ist also eine Ausführungsform der Vorrichtung bevorzugt, bei welcher die von jedem Kühlelement vom Kühlmedium abgeführten Wärmemengen mit jeweils, vorzugsweise gesondert, eingestellten Soll-Werten verglichen werden und bei Abweichung der Ist-Werte von den vorgegebenen Soll-Werten die Anpreßdrücke der einzelnen Kühlelemente auf die jeweiligen Stragflächen durch Verschieben dieser Elemente mittels der zur Regelung und Homogenisierung der Kühlleistung der einzelnen Kühlelemente jedes der Nachkühler heranzuziehen. Dies hat den Vorteil, daß bei Ausfall eines der beiden Systeme das intakte System den Betrieb ohne Unterbrechung weiterführen kann.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die oberhalb der, bezogen auf den Gießstrang, axialen Horizontalebene angeordneten Kühlelemente der Nachkühl-Einrichtung mit einem höheren Anpreßdruck und/oder mit einer höheren Kühlmediums-Strömungsgeschwindigkeit beaufschlagbar sind, als die unterhalb dieser Ebene liegenden Kühlelemente.
  • Diese Maßnahme bringt folgenden Vorteil: Bei jedem Strang ist an dessen Unterseite der Auflagedruck auf die Wand des Kühlelementes infolge seines Eigengewichtes höher als der Druck an den Seitenflächen oder an der Oberseite. Infolgedessen ist das Wärmezentrum und damit der flüssige Kern des Stranges aus dessen Mitte gegen die Strangoberseite hin verschoben, die Strangschale weist also an der Oberseite des Stranges eine geringere Stärke auf als an seiner Unterseite. Infolge der erfindungsgemäß einstellbaren Erhöhung des Anpreßdruckes der auf die Oberseite des Stranges wirkenden Kühlelemente wird dort eine relativ größere Wärmeabfuhr bewirkt. Damit kann das Wärmezentrum gegen die Strangunterseite hin in das geometrische Zentrum des Stranges verschoben werden, womit sich die angestrebte, über den gesamten Umfang gleichmäßige Dicke der Strangschale erreichen läßt.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und insbesondere bei Anwendung der eben beschriebenen Ausführungs-Variante lassen sich Wärmespannungen Innerhalb der Strangschale vermeiden, was die Qualität der Produkte erhöht.
  • Die einzelnen Kühlelemente der aus einem oder mehreren Nachkühler(n) gebildeten Nachkühlereinrichtung werden von Stelleinrichtungen und/oder die Strömungsgeschwindigkeiten des Kühlmediums durch die einzelnen Kühlelemente bis zum Erreichen der Soll-Werte verändert werden.
  • Es Ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt, bei welcher die Speicher- und Steuereinrichtung durch einen mitDaten- und Programm-Speichereinrichtungen ausgerüsteten Rechner bzw. Mikroprozessor gebildet ist. Diese Einrichtungen lassen sich leicht in ein größeres bestehendes System von Datenverarbeitungs- und -umsetzungs-Anlagen integrieren.
  • Bei oszillierendem Strangabzug kann für jeden Schritt jeweils für jedes der Kühlelemente auch der Ablauf eines eigenen Kühl-Programmes vorgesehen sein, das den Anpreßdruck bzw. die Durchflußmenge des Kühlmedlums in Zeitabhängigkeit gemäß einer vorgegebenen Charakteristik steuert. Für derartige Mikroschritte ist der Einsatz eines Mikroprozessors ebenfalls vorteilhaft.
  • Die Stelleinrichtungen für die Positionsveränderung der Kühlelemente bzw. die Durchflußregelorgane für das Kühlmedium sind bevorzugt mit einem, vorzugsweise digital steuerbaren, schrittweise arbeltetenden, Gleitstrommotor ausgerüstet. Dieser läßt ein besonders exaktes Einstellen der Stelleinrichtung zu. Andere Stelleinrichtungen zur Regelung des Anpreßdruckes der Kühlelemente an die Strangoberfläche sind beispielsweise mit hydraulischen Stellgliedern, Induktionsspulen od. dgl. ausgestattet.
  • Ist eine Regelung und Harmonisierung der Kühlleistung der einzelnen Kühlelemente über die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums vorgesehen, so sind die Stelleinrichtungen mit in den Zu- oder Abläufen der Kühlelemente angeordneten Durchflußregelorganen, wie Ventilen, Schiebern od. dgl., verbunden. Ebenfalls vorgesehen kann es auch sein, Anpreßdruck und Kühlmediumsgeschwindigkeit miteinander kombiniert den Stelleinrichtungen in Anpassung an die Konizität des der Abkühlung unterworfenen Gießstranges üblicherweise konisch, der Strangachse in Strangfortbewegungsrichtung sich annähernd, eingestellt. Sie sind aber für den Fall einer infolge innerhalb bestimmter Temperaturintervalle bei der Abkühlung sich ändernder Schwindungseigenschaften des vergossenen Metalls variierender Konizität des Stranges ebenfalls an diese jeweils geänderte, neue Konizität anpassend einstellbar ausgebildet. Zur Berücksichtigung der Konizität Ist es vorteilhaft, die mit der Oberfläche des Stranges in gleitende Berührung kommenden Kühlflächen der Kühlelemente in Strangbewegungsrichtung sich verschmälernd auszubilden.
  • Bevorzugt Ist die Nachkühleinrichtung in zwei bis vier Nachkühler unterteilt und jeder Nachkühler besitzt vorteilhaft eine der Anzahl der den Strangmantel bildenden Einzelflächen entsprechende Anzahl von Kühlelementen und Kühlflächen. Die Unterteilung der Nachkühlereinrichtung in mehrere Nachkühler gestattet, wie schon oben erwähnt, eine prä-. zise Anpassung der Lage der Kühlelemente an den infolge des jeweiligen Schwindungsverhaltens in seiner Dimension sich verändernden Strang.
  • Zur Erzielung einer gleichmäßigen Strangschale Ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Kühlelemente bzw. deren Kühlflächen in Richtung des Strangabzuges stromabwärts, vorzugsweise in ihrer Ausdehnung quer zur Strangachse abnehmend, nur an die zentralen bzw. zentrumsnahen Bereiche der Einzelflächen des Mantels des Stranges anliegend ausgebildet sind, während sie an die Strangkanten und an den den Strangkanten nahen Bereichen der Einzelflächen des Strang-Mantels nicht anliegen.
  • Es ist also bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung nicht zwingend nötig, den gesamten Umfang des Stranges, also z.B.
  • die einzelnen Mantelflächen eines quadratisch prismatischen Stranges, jeweils in ihrer vollen Breite durch die Kühlelemente zu kühlen. Beim weiteren Fortschreiten des Stranges, gegebenenfalls aber auch gleich nach Verlassen der Kokille, wird vorteilhafterweise nur jeweils ein Bereich im und um das Zentrum der zu kühlenden Einzelflächen des Strang-Mantels unter Steuerung der Anpreßdrücke der und/oder der Kühlmediums-Strömung durch die einzelnen Kühlelemente gekühlt, während die ohnehin vermehrter Eigenkühlung unterliegenden Kanten bzw. Kantenbereiche des Stranges der Zwangskühlung durch die Kühlelemente der Nachkühleinrichtung nicht unterworfen werden.
  • Anhand der Zeichnung sei die erfindungsgemäße Vorrichtung näher erläutert.
  • Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine konventionelle starre Stranggußkokille, Fig. 2 einen Schnitt durch die in Fig. 1 gezeigte Kokille entlang der achssenkrechten Ebene II-II, Fig. 3 die schematische Skizze einer erfindungsgemäß ausgebildeten Strangguß-Anlage mit in ihrem Anpreßdruck einstellbare, lageveränderliche Kühlelemente aufweisenden Nachkühlern, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer zwei Nachkühler aufweisenden Nachkühl-Einrichtung, Fig. 5 einen Schnitt durch die in Fig. 4 gezeigte Anlage entlang der achssenkrechten Ebene V-V, Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anlage mit einer drei individuelle Nachkühler aufweisenden Nachkühleinrichtung, Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf die Kühlflächen nach Entfernung des Kühler-Mantelrohres, Fig. 8 einen Schnitt durch die in Fig. 6 gezeigte Anlage entlang der achssenkrechten Ebene VIII-VIII, Fig. 9 einen solchen entlang der achssenkrechten Ebene IX - IX und Fig. 10 einen solchen entlang der achssenkrechten Ebene X-X. Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten konventionellen, starren Stranggußanlage schließt an den aus feuerfestem Material gefertigten, die Schmelze 2 des zu vergießenden Metalles enthaltenden Schmelzbehälter bzw. Schmelzeverteiler 1 die Stranggußkokille 4 mit aus wärmeleitfähigem Metall gefertigter Formgebungsfläche 4a an. Die Kokille 4 ist mit dem starr ausgebildeten Kühler 5 verbunden, dessen ebenfalls aus wärmeleitfählgem Metall gefertigte Kühlfläche 6 mit der erstarrten Oberfläche des sich durch den Kühler bewegenden Stranges 3 in gleitenden Kontakt kommt.
  • Sowohl der starre Kühler 5 als auch die Kokille 4 sind vom Kühlmedium durchströmt, das vom Einlauf 8 entlang einer in der Figur strichpunktiert angedeuteten Bahn zum Auslauf 9 strömt und dem Kokille und Kühler durchlaufenden Strang Wärme entzieht. Beim Gießvorgang gelangt die Schmelze 2 aus dem Schmelzbehälter in den Hohlraum der gekühlten Kokille 4 und beginnt dort unter Ausbildung des Stranges von außen her zu erstarren. Die den flüssigen Kern 3b umgebende Schale 3a des Stranges 3 ist innerhalb der Kokille 4 noch dünn und labil und gewinnt beim Durchlaufen des Stranges 5 durch den Kühler 5, wo die Strang-Oberfläche mit den Kühlflächen 6 in Kontakt kommt, in Strangfortbewegungsrichtung laufend an Stärke und Festigkeit. Schließlich soll nach Verlassen des Kühlers der Strang soweit erstarrt sein, daß dessen Abzug bzw. Manipulation ohne Gefahr eines Bruches od. dgl. erfolgen kann.
  • Bei dem Abkühlungs- und Verfestigungsvorgang innerhalb des Kühlers 5 tritt ein allseitiges Schwinden des Stranges ein, der Strang 3 verjüngt sich also in Strangfortbewegungsrichtung zunehmend.
  • Die starr ausgebildeten Kühlflächen 6 des Kühlers 5 sind üblicherweise in Strangbewegungsrichtung sich verjüngend konisch angeordnet, so daß entlang der Kühlfläche 6 der Kontakt mit der infolge der Kontraktion ebenfalls konischen Strangoberfläche möglichst erhalten bleibt, und damit möglichst über die gesamte Länge des Kühlers 5 kontinuierlich die wirksame Abkühlung des Stranges gewährleistet ist. Allerdings läßt sich die einmal vorgegebene Konizität des starren Kühlers nicht verändern und damit nicht optimal auf das unterschiedliche Schwindungsverhalten verschiedener Metalle oder von Legierungen variierender Zusammensetzung, anpassen. Ist die Konizität groß, kann es zu einem Steckenbleiben des Stranges im Kühler kommen.
  • Zur Vervollständigung sei nur kurz erwähnt, daß der Strang 3 von einer nicht gezeigten Abzugseinrichtung, z.B. von Treibrollen, kontinuierlich bzw. oszillierend aus Kokille und Kühler abgezogen wird, wonach weitere gewünschte Manipulationen, wie z.B. Zerschneiden des Stranges, Lagerung od. dgl. erfolgen.
  • Fig. 3 zeigt schematisch die enfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung, wobei die Einzeiteile mit zu den In Fig. 1 und 2 verwendeten analogen Bezugsziffern bezeichnet sind und die Anlage, was den Gießvorgang selbst betrifft, analog zu der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Anlage arbeitet.
  • Durch die einzelnen Kühlelemente 5a - 5c wird in der gezeigten Ausführungsform das Kühlmedium im Gleichstrom mit der Strangfortbewegung geführt, nachdem es die formgebende Kokille 4 durchflossen hat. Es sei betont, daß jede andere Art der Führung des Kühlmediums durch die Kühlelemente 5a - 5c ebenfalls vorgesehen sein kann und daß gegebenenfalls jedes Kühlelement auch einen eigenen Kühlmediumskreislauf besitzen kann, was insbesondere bei erfindungsgemäß mit einzeln steuerbaren Kühlelementen ausgerüsteten Anlagen günstig ist, bei denen entweder zusätzlich zur Steuerung des Anpreßdruckes oder ausschließlich die Steuerung der Kühlung des Stranges zur Erreichung einer über den Strangumfang gleichmäßigen Abkühlung durch Variation der pro Zeiteinheit die jeweiligen Kühlelemente durchströmenden Menge des Kühlmediums erfolgt.
  • Die Kühlelemente 5a - 5c sind über Federn 10 mit in ihrer Position - insbesondere in ihrem Abstand zur Kühler- bzw. Strangachse - mittels Stelleinrichtung 12 variierend einstellbaren Stellplatten 11 verbunden. Durch die Kraft der Federn werden die Kühlelemente 5a - 5c bzw. deren Kühlflächen an die Oberfläche des vorbeigleitenden Stranges 3 beweglich und auch nicht parallel zur Strangachse, sondern parallel zu den bzw. auf die jeweiligen Strangoberflächen angepreßt und bewirken dadurch deren gleichmäßige Kühlung.
  • Die Stelleinrichtungen 12 sind vorteilhaft mit digital steuerbaren, schrittweise arbeitenden Gleichstrommotoren ausgerüstet.
  • In den Zuläufen 8a, 8b, 8c für das Kühlmedlum sind ebenso wie in den Abläufen 9a, 9b, 9c Temperaturmeßsensoren 13 bzw. 14 usw., vorteilhaft Thermoelemente, eingebaut, welters ist beispielsweise dort, wo das Kühlmedium, üblicherweise Wasser, die Nachkühleinrichtung verläßt, ein Sensor 15 zur Messung der eine nebeneinanderliegende Serie von Kühlelementen 5a - 5c durchströmenden Kühlmediumsmenge angeordnet. Die von den Sensoren 13, 14, 15 ermittelten Kenngrößen werden einem Rechner 16 zugeführt, der sie zu Daten über die erfolgte Wärmeabfuhr verarbeitet und die so gewonnenen Daten mit den in die Speichereinrichtung 17 eingegebenen, jeweils dem zu vergießenden Metall entsprechenden Kennwerten vergleicht.
  • Bei Abweichungen gibt der Rechner 16 jeweils entsprechende Anweisungen, z.B. in Form von Impulsen, an die Stelleinrichtungen 12, beispielsweise an deren Stellmotoren, mittels welchen dann die Position der Stellplatten 11 und damit der Kühlelemente 5a, 5b, 5c so lange geändert wird, bis die von den Sensoren 13 - 15 gelieferten und vom Rechner 16 ermittelten Daten mit den eingespeicherten, gewünschten Werten der Wärmeabfuhr für jedes der genannten Kühlelemente übereinstimmen.
  • Die in den Fig. 4 und 5 gezeigte, erfindungsgemäße Anlage entspricht in ihren Grundzügen der in Fig. 3 schematisch dargestellten Anlage. Entsprechende Teile s.ind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
  • Die Nachkühleinrichtung ist durch zwei Nachkühler gebildet. Die um den Umfang des Stranges 3 zur Abkühlung von dessen Mantelfläche angeordneten, mit dem Strang an den Kühlflächen 6a, 6b in gleitender Berührung stehenden Kühlelemente 5a, 5b sind innerhalb eines sie umgebenden, gemeinsamen Mantelrohres 7 angeordnet, welches Öffnungen 7a aufweist, durch welche die Anpreßfedern 10 geführt sind, welche die einzelnen Kühlelemente 5a, 5b an die Oberfläche bzw. die Einzelflächen des Stranges 3 anpressen.
  • Über die Zuleltungen 8a, 8b und Ableitungen 9a, 9b, in denen sich die in diesen Figuren nicht gezeigten, oben angeführten Sensoren befinden, wird das Kühlmedium durch die Kühlelemente 5a, 5b geführt.
  • Bei der hier gezeigten Anordnung sind die nur an einem Kühlelement schematisch angedeuteten Einrichtungen zum Einstellen des Anpreßdruckes für jedes der Kühlelemente, beispielsweise Stellplatte 11 und Stellmotor 12, außerhalb des Mantelrohres 7 angeordnet, so daß sie keiner 3e-einflussung durch Erwärmung unterliegen.
  • Aus der Flg. 4-ist ersichtlich, wie die Kühlelemente 5a, 5b im Vergleich zum Mantelrohr 7 in Strangbewegungsrichtung zusammenlaufend angeordnet sind, sich also der infolge der Schwindung des Stranges 3 auftretenden Konizität anpassen. Die genaue Einstellung der Anpreßdrücke erfolgt, gesteuert von der abgeführten Wärmemenge, durch Be-oder Entlastung der Feder 10 mittels der vom Stellmotor 12 in ihrer Lage veränderbaren Stellplatte 11.
  • Die Fig. 6 bis 10 zeigen eine zur Anlage gemäß den Figuren 4 und 5 ähnliche Stranggleß-Anlage, bei welcher die Nachkühleinrichtung 5 in drei Kühler 5a, 5b, 5c aufgeteilt ist.
  • Die Bezugsziffern in den Fig. 6 bis 9 entsprechen jenen der Flg. 4 und 5. Es Ist dort gezeigt, wie in Strangbewegungsrichtung die Kühlelemente bzw. die mit dem Strang in Berührung stehenden Kühlflächen 6a - c in ihrer Ausdehnung quer zur Strangbewegungsrichtung zunehmend reduziert und von den Strangkanten abgerückt ausgebildet sind.
  • Die Kanten des Stranges 3 werden auf diese Weise der Zwangskühlung entzogen, so daß dort eine zu intensive Kühlung, die zu unerwünschter "Verdickung" der Strangschale im Bereich der Strangkante, und damit zu Inhomogenitäten, z.B. Rissen führen kann, vermieden wird.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Horizontal-Stranggießen von Metallen und Legierungen, insbesondere von Stählen, welche einen Schmelzbehälter (1), eine daran angeschlossene, horizontale, vorzugsweise mit Kühlung ausgestattete, formgebende Gleitkokille (4), mindestens einen Nachkühler (5) und eine, gegebenenfalls oszillierende, Antriebseinrichtung für den Strang (3) aufweist, wobei mit einer Speicher-und Steuereinrichtung (16, 17) verbundene Sensoren (13, 14, 15) zur Erfassung der vom Kühlmedium abgeführten Wärmemenge vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Nachkühler (5) als Plattenkühler mit vom Kühlmedium durchströmten lageveränderlichen Kühlelementen (5a, 5b, 5c) ausgebildet ist, daß die, vorzugsweise an jedem Kühlelement angeordneten, Sensoren (13, 14, 15) zur Ermittlung der vom Kühlmedium abgeführten Wärmemenge mit der Speicher- und Steuereinrichtung (16, 17) verbunden sind, die ihrerseits mit, vorzugsweise jedem der Kühlelemente (5a, 5b, 5c) zugeordneten, mittels der Steuereinrichtung (16, 17) auf vorgegebene Sollwerte einstellbaren Stelleinrichtungen (12) zur Einstellung der Lage und'damit des Anpreßdruckes der Kühlelemente (5a, 5b, 5c) bzw. deren Kühlflächen (6a, 6b, 6c) auf die jeweiligen Oberflächen des Stranges (3) und/oder zur Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums durch die Kühlelemente verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicher- und Steuereinrichtung (16, 17) durch einen mit Daten- und Programm-Speichereinrichtungen ausgerüsteten Rechner bzw. Mikroprozessor gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtungen (12) mit einem, vorzugsweise digital steuerbaren, schrittweise arbeitenden, Gleichstrommotor ausgerüstet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb der, bezogen auf den Gießstrang, axialen Horizontalebene angeordneten Kühlelemente (5a, 5b, 5c) der Nachkühl-Einrichtung mit einem höheren Anpreßdruck und/oder mit einer höheren Kühlmediums-Strömungsgeschwindigkeit beaufschlagbar sind, als die unterhalb dieser Ebene liegenden Kühlelemente.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Oberfläche des Stranges (3) in gleitende Berührung kommenden Kühlflächen (6a, 6b, 6c) der Kühlelemente (5a, 5b, 5c) in Strangbewegungsrichtung sich verschmälernd ausgebildet sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnete daß die Kühlelemente (5a, 5b, 5c) bzw. deren Kühlflächen (6a, 6b, 6c) in Richtung des Strangabzuges stromabwärts, vorzugsweise in ihrer Ausdehnung quer zur Strangachse abnehmend, nur an die zentralen bzw. zentrumsnahen Bereiche der Einzelflächen des Mantels des Stranges (3) anliegend ausgebildet sind, während sie an den Strangkanten und an den den Strangkanten nahen Bereichen der Einzelflächen des Strang-Mantels nicht anliegen.
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