EP0234491B1 - Verfahren zur Beendigung des Giessbetriebes einer Stahlbandgiessanlage - Google Patents

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EP0234491B1
EP0234491B1 EP87102281A EP87102281A EP0234491B1 EP 0234491 B1 EP0234491 B1 EP 0234491B1 EP 87102281 A EP87102281 A EP 87102281A EP 87102281 A EP87102281 A EP 87102281A EP 0234491 B1 EP0234491 B1 EP 0234491B1
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EP
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casting
pouring
strip
mold
rate
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EP0234491A3 (en
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Günter Dr. Flemming
Manfred Kolakowski
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SMS Schloemann Siemag AG
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
    • 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 method for ending the casting operation of a steel strip caster with a mold with cooled narrow side walls and broad side walls, which has a pouring area which is expanded upwards in the area of the wide gaps to accommodate a pouring tube above a format-determining parallel section, and a steel strip caster for carrying out the method.
  • a further complicating factor at the end of the casting operation of a steel strip caster is that, due to the poor accessibility of the narrow mold opening, the heat-insulating slag cannot be removed, which leads to contamination of strand guiding elements when the mold exits the mold and to deflagration under the influence of sprayed cooling water.
  • the object of the invention is to provide a suitable, reliable method for ending the casting operation for steel strip casting plants, wherein the cast strip gets stuck in the pouring area or a shell breakthrough and deflagrations on the end face of the strip and slag contamination are avoided when leaving the mold.
  • the object is achieved in a method or a steel strip casting system of the type mentioned by the characterizing features of claim 1 or claim 7.
  • the new method enables regulation and automation of the process for ending the casting, thereby relieving the operating personnel, avoiding operating errors and improving overall operational safety.
  • the method takes into account in particular the fact that a heterogeneous zone of crystal growth forms within the metal sump starting from the strand shell. 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 height of the end of the casting sump is determined by continuous force measurement on the broad side surface of the strip immediately below the mold.
  • the height of the end of the casting sump can alternatively be determined by continuous ultrasound measurement in the strip thickness direction immediately below the mold.
  • measurement data of the localization of the mold level and the bottom of the pouring sump are continuously fed to a process computer and, after comparison of the setpoint and actual value, the strip take-off speed VB and the corresponding pouring speed Ve are regulated.
  • 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 guiding 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 starting head 12 which is fastened to a starting strand 13.
  • the resulting mold level 14 rises via 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 start-up strand 13 is located at the start of casting in a strand guide consisting of rollers 17 and arranged downstream of the mold.
  • a driver 18 for conveying the starting strand 13 and then the cast steel strip 25 is arranged.
  • a measuring device 19 for determining the force acting on the belt shell 22 from the ferrostatic pressure is arranged directly below the mold 5. Force sensors 19 can be used for this.
  • 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 band shells 22 which form in the region of the enlarged pouring area 11 on the broad side walls 6 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 the phases AC, CD, EF and FG 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 VE and strip take-off speed v are reduced uniformly from A to B to the values v Em , VBm at which the bottom of the pouring sump 23 remains below the parallel section 10.
  • the melt feed is switched off at time C, whereupon the pouring level 14 drops
  • the strip take-off speed is reduced to a value v Br at which a solidification shell 24 forms at the top of the casting level within the parallel section 10 (EF).
  • the tape take-off speed v B is increased again for the rapid removal of the tape 25 (G).

Landscapes

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

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 Parallelabschnittes im Bereich der Breitseinwände einen nach oben erweiterten Eingießbereich aufweist sowie eine Stahlbandgießanlage zur Durchführung des Verfahrens.
  • Durch die DE-PS 887 990 ist es bekannt, beim Stranggießen von dünnen Brammen in einer Kokille mit erweitertem Eingeißbereich, die Gießbedingungen so festzulegen, daß der flüssige Metallsumpf sich bis in den Parallelabschnitt erstreckt.
  • Bei bekannten Strahlstranggeißanlagen werden zur Beendigung des Gießbetriebes des 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 wärmisolierende 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 Schlakkenverunreinigungen vermieden werden.
  • Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren bzw. einer Stahlbandgießanlage der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 7 gelost.
  • 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 werden. 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 Zeichnung 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 angeduetet. 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 Gießrohes 4 an. Zur Ermittlung der momentanen Höhe des Gießspiegels 14 sind in den Breitseitenwänden Thermosensoren 16 vorgesehen. Der Anfahrstrang 13 befindet sind 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 Eingießbereichs 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 v" gleichmäßig bis auf die Werte vEm, VBm reduziert, bei welchen das Gießsumpfende 23 unterhalb 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 sich am 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 (5) mit gekühlten Schmalseitenwänden (7) und Breitseitenwänden (6), die zur Aufnahme eines Gießrohres (4) oberhalb eines formatbestimmenden Parallelabschnittes (10) im Bereich der Breitseitenwände (6) einen nach oben erweiterten Eingießbereich (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandabzugsgeschwindigkeit vµ und die Eingießgeschwindigkeit vE bis auf die Werte vBm, vEm reduziert werden, bei welchen 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 sich am 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 vBm 1,5 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. Verfahren 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 mit einer Kokille (5) mit gekühlten Schmalseitenwänden (7) und Breitseitenwänden (6), die zur Aufnahme eines Gießrohres (4) oberhalb eines fortmatbestimmenden Parallelabschnittes (10) im Bereich der Breitseitenwände (6) einen nach oben erweiterten Eingeißbereich (11) aufweist und mit einer Regeleinrichtung für einen Treiber (18) und einem Stellgerät (21) für den Eingießquerschnitt, zur Durchführung des Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Breitseitenwand (6) Thermosensoren (16) in einer sich vom Eingießbereich (11) bis in den Parallelabschnitt (10) erstreckenden Reihe angeordnet sind, der Kokille (5) ein Meßgerät (19) zur Ermittlung der Höhenlage des Gieβsumpfendes (23) unmittelbar nachgeordnet ist und die Thermosensoren und das Meßgerät über Signalleitungen mit einem Prozeßrechner (20) verbunden sind.
8. Stahlbandgießanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (19) aus mindestens einem Kraftsensor gebildet ist.
EP87102281A 1986-02-27 1987-02-18 Verfahren zur Beendigung des Giessbetriebes einer Stahlbandgiessanlage Expired - Lifetime EP0234491B1 (de)

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DE3606289 1986-02-27

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

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EP (1) EP0234491B1 (de)
JP (1) JPS62203652A (de)
KR (1) KR960002406B1 (de)
AT (1) ATE56898T1 (de)
CA (1) CA1288927C (de)
DE (2) DE3606289A1 (de)
ES (1) ES2017650B3 (de)
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