EP0234491A2 - Verfahren zur Beendigung des Giessbetriebes einer Stahlbandgiessanlage - Google Patents

Verfahren zur Beendigung des Giessbetriebes einer Stahlbandgiessanlage Download PDF

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EP0234491A2
EP0234491A2 EP87102281A EP87102281A EP0234491A2 EP 0234491 A2 EP0234491 A2 EP 0234491A2 EP 87102281 A EP87102281 A EP 87102281A EP 87102281 A EP87102281 A EP 87102281A EP 0234491 A2 EP0234491 A2 EP 0234491A2
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casting
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Günter Dr. Flemming
Manfred Kolakowski
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SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
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    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
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    • B22D11/182—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by measuring temperature

Definitions

  • the invention relates to a procedure for terminating the casting operation of a Stahlbandg manstrom with an ingot mold with cooled narrow side walls and wide side walls, which for receiving a pouring tube above a format-determining P a-rallelab bainiteses in the region of the wide side walls has an upwardly extended pouring.
  • the heat-insulating slag cannot be removed due to the poor accessibility of the narrow mold opening, which means that it emerges from the mold to contaminate strand guide elements and under the action of sprayed cooling water puffs comes.
  • the object of the invention is to provide a reliable method for ending the casting operation which is suitable for steel strip casting plants, whereby sticking of the cast strip in the pouring area or a shell breakthrough and deflagrations at the end face of the strip and slag contamination are avoided when it comes out of the mold.
  • the object is achieved according to the invention in that the strip take-off speed and the pouring speed are reduced to a value v Bm at which the solidification zone remains directly below the format-determining parallel section and that after the steel supply has been switched off and the tracked casting level has left the pouring area, the strip pull-off speed is reduced to a value v Br at which the casting level forms a final solidification shell within the format-determining parallel section.
  • the new method enables regulation and automation of the process for ending the casting, which relieves the operating personnel, avoids operating errors and improves overall operational safety.
  • the method takes into account in particular the fact that within the metal sump a heterogeneous zone of the Crystal growth forms. Different growth of the crystals of opposing walls can lead to the formation of bridges in the pouring area, which oppose a reduction in the strip thickness and hinder the strip outfeed.
  • the band is prevented from becoming stuck in the pouring area and deflagrations when the band end emerges from the mold.
  • the minimum take-off speed v Bm is 1.5 m / min.
  • the respective height of the mold level is advantageously determined by measuring the temperature within the mold walls.
  • the altitude 'of G gosumpfendes is determined by continuous force measurement at the wide side surface of the strip immediately underneath the chill mold.
  • the height position of the G conceivablsumpfendes may alternatively be determined by continuous ultrasonic measurement in strip thickness direction immediately below the mold.
  • a steel strip caster for performing the method has several thermal sensors in the pouring area and in the parallel area of the broad side walls of the mold. In order to determine the end of the casting sump, strand guide elements immediately downstream of the mold are provided with force sensors.
  • molten steel 1 flows from a casting tank 2 from a height-adjustable stopper 3, regulated by a pouring tube 4, into a mold 5 which is formed by two opposite broad side walls 6 and two narrow side walls 7. Broad side walls 6 and narrow side walls 7 are provided with cooling channels 8. An oscillation device for the mold is indicated by arrows 9.
  • the broad side walls 6 form, above a format-determining parallel section 10, a pouring region 11 which widens upwards to accommodate the pouring tube 4.
  • the molten steel 1 flowing into the mold 5 at the start of casting connects to a start-up head 12 which is fastened to a start-up line 13.
  • the pouring level 14 that forms rises above the lateral outflow openings 15 ′ of the pouring tube 4.
  • Thermosensors 16 are provided in the broad side walls to determine the current height of the casting level 14.
  • the starting strand 13 is located in a strand guide consisting of rollers 17 and arranged downstream of the mold.
  • a driver 18 for conveying the start strand 13 and then the cast steel strip 25 is arranged.
  • a measuring device 19 for determining the force acting on the band shell 22 from the ferrostatic pressure is arranged directly below the mold 5. Force sensors 19 can be used for this purpose.
  • the measurement data of the thermal sensors 16 and force sensors 19 are fed to a process computer 20 which, after comparison of the target value and actual value, determines the required strip take-off speed v B for the drivers 18 and the corresponding pouring speed v E for the actuator 21 of the stopper 3.
  • the liquid steel solidifies on the cooled broad side walls 6 and narrow side walls 7 of the mold 5 to form band shells 22, the thickness of which increases downwards.
  • the belt shells 22 which form on the broad side walls 6 in the area of the extended entry area 11 are brought closer to one another in the course of the lowering movement to the format-determining parallel section 10.
  • Fig. 3 The termination of the casting operation according to the invention is shown in Fig. 3 in phases A-C, C-D, E-F and F-G and in Fig. 4 in diagrams for the casting speed v E and the strip take-off speed v B synchronously.
  • v E and v B are coordinated at a high level in terms of the same pouring and withdrawal volumes.
  • the pouring speed v E and the strip take-off speed v B are uniformly reduced from.A to B to a value v Em , v Bm at which the casting sump end 23 remains outside the parallel section 10.
  • the melt feed is switched off, whereupon the casting level 14 sinks.
  • the strip take-off speed is reduced to a value v Br , at which the casting level forms a solidification shell 24 (E-F) within the parallel section 10.
  • the strip withdrawal speed v B is increased again for the rapid discharge of the strip 25 (G).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Beendigung des Gießbetriebes einer Stahlbandgießanlage mit einer Kokille mit gekühlten Schmalseitenwänden und Breitseitenwänden, die zur Aufnahme eines Gießrohres oberhalb eines formatbestimmenden Parallelabschnittes im Bereich der Breitseitenwände einen nach oben erweiterten Eingießbereich aufweist, wird ein Steckenbleiben des gegossenen Bandes oder ein Schalendurchbruch dadurch vermieden, daß die Bandabzugsgeschwindigkeit vB und die Eingießgeschwindigkeit vE bis auf einen Wert vBm, vEm reduziert wird, bei welchem das Gießsumpfende (23) unmittelbar unterhalb des formatbestimmenden Parallelabschnittes (10) bleibt und daß nach der Abschaltung der Stahlzufuhr und dem Austreten des wegverfolgten Gießspiegels (14) aus dem Eingießbereich (11) die Bandabzugsgeschwindigkeit vB auf einen Wert vBr reduziert wird, bei welchem der Gießspiegel (14) innerhalb des formatbestimmenden Parallelabschnittes (10) eine abschließende Erstarrungsschale (24) bildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beendigung des Gießbetriebes einer Stahlbandgießanlage mit einer Kokille mit gekühlten Schmalseitenwänden und Breitseitenwänden, die zur Aufnahme eines Gießrohres oberhalb eines formatbestimmenden Pa-rallelabschnittes im Bereich der Breitseitenwände einen nach oben erweiterten Eingießbereich aufweist.
  • Durch die DE-PS 887 990 ist es bekannt, beim Stranggießen von dünnen Brammen in einer Kokille mit erweitertem Eingießbereich, die Gießbedingungen so festzulegen, daß der flüssige Metallsumpf sich bis in den Parallelabschnitt erstreckt.
  • Bei bekannten Stahlstranggießanlagen wir2fIzur Beendigung des Gießbetriebes das Eingießvolumen und das Strangabzugsvolumen stark reduziert, damit die Schlacke vom Gießspiegel entfernt werden kann und damit ausreichend Zeit zur deckelartigen Erstarrung der Strangstirnseite zur Verfügung steht. Auf diese Art kann der Gießbetrieb einer Stahlbandgießkokille mit erweiterten Eingießbereich nicht beendet werden, da eine starke Verringerung der Bandabzugsgeschwindigkeit zur Durcherstarrung oder Deckelbildung und zur Bandverklemmung im erweiterten Eingießbereich führt. Es wurde festgestellt, daß ein unzulässig hoher, zum Durchbruch führender Ausziehwiderstand selbst dann auftreten kann, wenn der flüssige Metallsumpf sich bis in den Parallelabschnitt der Kokille erstreckt.
  • Erschwerend bei Beendigung des Gießbetriebes einer Stahlbandgießanlage wirkt ferner, daß wegen der schlechten Zugänglichkeit der schmalen Kokillenöffnung die wärmeisolierende Schlacke nicht entfernt werden kann, wodurch es beim Austritt aus der Kokille zur Verschmutzung von Strangführungselementen und unter der Einwirkung von aufgesprühtem Kühlwasser zu Verpuffungen kommt.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines für Stahlbandgießanlagen geeigneten, betriebssicheren Verfahrens zur Beendigung des Gießbetriebes, wobei ein Steckenbleiben des gegossenen Bandes im Eingießbereich oder ein Schalendurchbruch und beim Austritt aus der Kokille Verpuffungen an der Bandstirnseite und Schlackenverunreinigungen vermieden werden.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bandabzugsgeschwindigkeit und die Eingießgeschwindigkeit bis auf einen Wert vBm reduziert wfrd bei welchem die Durcherstarrungszone unmittelbar unterhalb des formatbestimmenden Parallelabschnittes bleibt und daß nach der Abschaltung der Stahlzufuhr und dem Austreten des wegverfolgten Gießspiegels aus dem Eingießbereich die Bandabzugsgeschwindigkeit auf einen Wert vBr reduziert wird, bei welchem der Gießspiegel innerhalb des formatbestimmenden Parallelabschnittes eine abschließende Erstarrungsschale bildet.
  • Das neue Verfahren ermöglicht eine Regelung und Automatisierung des Vorganges zur Beendigung des Gießens, wodurch das Bedienungspersonal entlastet, Bedienungsfehler vermieden und die Betriebssicherheit insgesamt verbessert wfrd en Das Verfahren trägt insbesondere der Tatsache Rechnung, daß sich innerhalb des Metallsumpfes ausgehend von der Strangschale eine heterogene Zone des Kristallwachstums ausbildet. Dabei kann es durch unterschiedliches Wachstum der Kristalle gegenüberliegender Wandungen bereits im Eingießbereich zur Bildung von Brücken kommen, die einer Reduzierung der Banddicke einen Widerstand entgegensetzen und die Bandausförderung behindern. Bei der vorgeschlagenen Lösung wird das Festsetzen des Bandes im Eingießbereich sowie Verpuffungen beim Austreten des Bandendes aus der Kokille vermieden.
  • Beim Gießen von 50 mm dicken Stahlbändern beträgt die Mindestabzugsgeschwindigkeit vBm 1,5 m/min.
  • Die jeweilige Höhenlage des Gießspiegels wird vorteilhaft durch Temperaturmessung innerhalb der Kokillenwände ermittelt.
  • Die Höhenlage 'des Gießsumpfendes wird durch kontinuierliche Kraftmessung an der Breitseitenoberfläche des Bandes unmittelbar unterhalb der Kokille ermittelt. Die Höhenlage des Gießsumpfendes kann alternativ durch kontinuierliche Ultraschallmessung in Banddickenrichtung unmittelbar unterhalb der Kokille ermittelt werden.
  • In einem Regelsystem für das erfindungsgemäße Verfahren werden Meßdaten der Gießspiegel- und.Gießsumpfendenlokalisierung fortlaufend einem Prozeßrechner zugeleitet und nach Sollwert-Istwertvergleich die Bandabzugsgeschwindigkeit vB und die entsprechende Eingießgeschwindigkeit vE geregelt.
  • Eine Stahlbandgießanlage zur Durchführung des Verfahrens weist im Eingießbereich und im Parallelbereich der Breitseitenwände der Kokille mehrere Thermosensoren auf. Zur Gießsumpfendenermittlung sind der Kokille unmittelbar nachgeordnete Strangführungselemente mit Kraftsensoren versehen.
  • Die Erfindung wird anhand der Zeichnug näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 schematisch eine Stahlbandgießanlage mit einem Querschnitt der Kokille,
    • Fig. 2 einen Längsschnitt der Kokille,
    • Fig. 3 die Beendigung des Gießvorganges in vier Phasen und
    • Fig. 4 je ein Diagramm für die Eingießgeschwindigkeit und die synchrone Bandabzugsgeschwindigkeit.
  • In einer Stahlbandgießanlage gemäß Fig. 1 und 2 fließt Stahlschmelze 1 aus einem Gießbehälter 2 von einem höhenverstellbaren Stopfen 3 geregelt durch ein Gießrohr 4 in eine Kokille 5, die von zwei gegenüberliegenden Breitseitenwänden-6 und zwei Schmalseitenwänden 7 gebildet wird. Breitseitenwände 6 und Schmalseitenwände 7 sind mit Kühlkanälen 8 versehen. Eine Oszillationsvorrichtung für die Kokille ist durch Pfeile 9 angedeutet. Die Breitseitenwände 6 bilden oberhalb eines formatbestimmenden Parallelabschnittes 10 einen sich nach oben erweiternden Eingießbereich 11 zur Aufnahme des Gießrohres 4.
  • Die bei Gießbeginn zuerst in die Kokille 5 einströmende Stahlschmelze 1 verbindet sich mit einem Anfahrkopf 12 der an einem Anfahrstrang 13 befestigt ist. Der sich bildende Gießspiegel 14 steigt über die seitlichen Ausflußöffnungen 15'des Gießrohres 4 an. Zur Ermittlung der momentanen Höhe des Gießspiegels 14 sind in den Breitseitenwänden Thermosensoren 16 vorgesehen. Der Anfahrstrang 13 befindet sich bei Gießbeginn in einer der Kokille nachgeordneten aus Rollen 17 bestehenden Strangführung. Am Ende der Strangführung ist ein Treiber 18 zur Ausförderung zunächst des Anfahrstranges 13 und anschließend des gegossenen Stahlbandes 25 angeordnet. Unmittelbar unterhalb der Kokille 5 ist eine Messeinrichtung 19 zur Ermittlung der vom ferrostatischen Druck auf die Bandschale 22 wirkenden Kraft angeordnet, Hierzu können Kraftsensoren 19 verwendet werden. Die Meßdaten der Thermosensoren 16 und Kraftsensoren 19 werden einem Prozeßrechner 20 zugeleitet, der nach Sollwert-Istwertvergleich die erforderliche Bandabzugsgeschwindigkeit vB für die Treiber 18 und die entsprechende Eingießgeschwindigkeit vE für das Stellgerät 21 des Stopfens 3 bestimmt.
  • Wie aus Fig. 3 zu ersehen, erstarrt der flüssige Stahl an den gekühlten Breitseitenwänden 6 und Schmalseitenwänden 7 der Kokille 5 zu Bandschalen 22,deren Dicke nach unten zunimmt. Die im Bereich des erweiterten Eingie Bbereichs 11 an den Breitseitenwänden 6 sich bildenden Bandschalen 22 werden im Verlauf der Absenkbewegung zum formatbestimmenden Parallelabschnitt 10 einander genähert.
  • Die erfindungsgemäße Beendigung des Gießbetriebes ist in Fig. 3 in den Phasen A - C, C - D, E - F und F - G und in Fig. 4 in Diagrammen für die Eingießgeschwindigkeit vE und die Bandabzugsgeschwindigkeit vB synchron dargestellt.
  • Während des normalen Gießbetriebes sind vE und vB auf hohem Niveau im Sinne gleicher Eingieß- und Abzugsvolumen aufeinander abgestimmt.
  • Zur Beendigung des Gießbetriebes werden von.A bis B Eingießgeschwindigkeit vE und Bandabzugsgeschwindigkeit vB gleichmäßig auf einen Wert vEm, vBm reduziert, bei dem das Gießsumpfende 23 außerhalb des Parallelabschnittes 10 bleibt. Zum Zeitpunkt C wird der Schmelzenzulauf abgeschaltet, worauf der Gießspiegel 14 absinkt. Sobald der Gießspiegel 14 den Eingießbereich verläßt (D), wird die Bandabzugsgeschwindigkeit auf einen Wert vBr reduziert, bei welchem der Gießspiegel innerhalb des Parallelabschnittes 10 eine oben abschließende Erstarrungsschale 24 bildet (E - F). Nachdem das gegossene Band 25 die Kokille 5 verlassen hat, wird die Bandabzugsgeschwindigkeit vB zum schnellen Ausfördern des Bandes 25 wieder erhöht (G).

Claims (8)

1. Verfahren zur Beendigung des Gießbetriebes einer Stahlbandgießanlage mit einer Kokille mit gekühlten Schmalseitenwänden und Breitseitenwänden, die zur Aufnahme eines Gießrohres oberhalb eines formatbestimmenden Parallelabschnittes im Bereich der Breitseitenwände einen nach oben erweiterten Eingießbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandabzugsgeschwindigkeit vB und die Eingießgeschwindigkeit vE bis auf einen Wert vBm , VEm reduziert wfrd en bei welchem das Gießsumpfende (23) unmittelbar unterhalb des formatbestimmenden Parallelabschnittes (10) bleibt und daß nach der Abschaltung der Stahlzufuhr und dem Austreten des wegverfolgten Gießspiegels (14) aus dem Eingießbereich (11) die Bandabzugsgeschwindigkeit vB auf einen Wert vBr reduziert wird, bei welchem der Gießspiegel (14) innerhalb des formatbestimmenden Parallelabschnittes (10) eine abschließende Erstarrungsschale (24) bildet.
2. Verfahren nach,Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Gießen von 50 mm dicken Stahlbändern die Mindestbandabzugsgeschwindigkeit VBm1,5 m/min beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Höhenlage des Gießspiegels (14) durch Temperaturmessung innerhalb der Kokillenwände (6) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlage des Gießsumpfendes (23) durch kontinuierliche Kraftmessung an der Breitseitenoberfläche des Bandes (25) unmittelbar unterhalb der Kokille (5) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlage des Gießsumpfendes (23) durch kontinuierliche Ultraschallmessung in Banddickenrichtung unmittelbar unterhalb der'Kokille (5) ermittelt wird.
6. Regelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Meßdaten der Gießspiegel- und Giesssumpfendenlokalisierung fortlaufend einem Prozeßrechner (20) zugeleitet werden und nach Sollwert-Istwertvergleich die Bandabzugsgeschwindigkeit vB und die entsprechende Eingießgeschwindigkeit vE geregelt werden.
7. Stahlbandgießanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet . durch mehrere im Eingießbereich (11) und im Parallelabschnitt (10) der Breitseitenwände (6) angeordnete Thermosensoren (16).
8. Stahlbandgießanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kokille (5) unmittelbar nachgeordnete Strangführungselemente mit Kraftsensoren (19) versehen sind.
EP87102281A 1986-02-27 1987-02-18 Verfahren zur Beendigung des Giessbetriebes einer Stahlbandgiessanlage Expired - Lifetime EP0234491B1 (de)

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EP0234491A2 true EP0234491A2 (de) 1987-09-02
EP0234491A3 EP0234491A3 (en) 1988-01-07
EP0234491B1 EP0234491B1 (de) 1990-09-26

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EP (1) EP0234491B1 (de)
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