EP0320575A2 - Verfahren zum Freihalten des Durchflusskanals von Schiebeverschlüssen an Stranggiessanlagen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for keeping the melt flow channel free in the controlled pouring, in particular of steel melt, from an intermediate vessel via a slide closure into a continuous casting mold, in which a controlled target fill level is set by regulating movements of the slide closure, which widening in the event of deposits in the flow channel Throttle position is maintained.
- the object of the present invention is to eliminate the constricting deposits in the flow channel of the slide closure with simple measures which take place in the area of the desired fill level control with the strand quality remaining the same.
- the object is achieved according to the invention essentially in that the slide plate is moved from a throttle position to a new throttle position in a rapid opening stroke with a speed that is matched to the regulation of the desired fill level with regard to the amount of additional melt.
- the slide plate When carrying out the opening stroke, it has proven to be particularly expedient that the slide plate is brought from a throttle position into a throttle position opposite the flow passage of the slide closure.
- a flow pressure that has an errosive effect on the deposits, which favors the washing out of the flow channel arises on the slide plate as a result of the mirror-image changing deflection flow of the melt.
- uniform wear of the plate material at the throttle edges of the melt flow channel can be achieved, which in turn increases the service life of the plates. With different wear patterns in the opposite throttle positions result in different positions of the slide plate with the same flow rate.
- the coordination of the speed of the opening stroke of the slide plate to the regulation of the nominal level is the function of two factors: on the one hand, the pouring impulse generated by a persistent, full opening of the slide plate should be able to wash out existing deposits, possibly carry them away, and on the other hand, to carry them away with the Do not raise the melt quantity conveyed by the impulse to raise the bath level in the mold beyond the control range of the nominal level.
- the operating conditions, in particular of the melt to be cast are carried out according to the invention in such a way that the slide plate is opened periodically, namely at predetermined regular time intervals which are adapted to the lubrication behavior of the melt and, for example, when casting conventional melt, depending on the mold cross section, between one and ten minutes can be measured.
- the opening stroke of the slide plate can take place in a set maximum degree of opening within the target level control. In this case, the initiation of the opening stroke is solely linked to the degree of narrowing of the melt flow channel.
- the method according to the invention provides that in the throttle positions, at least before the opening stroke, the throttle movements of the slide plate are superimposed by an oscillation. This makes it easier to clear the flow channel of the slide closure. It is further proposed that purge gas is introduced into the spout (inlet sleeve) and / or the pouring tube at least during the opening stroke, which makes the flow impulse in the melt flow caused by the opening stroke more effective, especially with regard to washing out deposits in the pouring spout and pouring tube.
- 1 means an intermediate vessel containing metallic melt, which has a slide closure 3 in the throttle position on the spout 2. This regulates the flow rate of the flow channel 7 flowing from the vessel 1 through the common flow channel 7 formed by the flow openings of the stationary top plate 4, the adjustable slide plate 5 and the in turn stationary bottom plate 6, and through the pouring tube 8 to the mold 9.
- the slide plate 5 is mechanically coupled to an actuator 10, the respective operating position of which is identified by a position meter 11.
- the mold 9, into which the pouring tube 8 projects with the free end, has a nominal fill level 12 which is set for normal operation and which is controlled by a transmitter (radiator) 13 and a measured value receiver 14.
- the withdrawal of the strand 15 solidified on the outside in the mold 9 takes place by means of a take-off drive 17 having drive rollers 16, to which a controller 18 and a take-off speed meter 19 coupled with this are assigned.
- the latter also gives its data to a processor 20, which also receives and processes the data from the position meter 11 and the measured value receiver 14. Resulting control commands are sent by a controller 21 integrated in the processor 20 to the actuator 10 of the slide closure 3 and to the trigger controller 18.
- the withdrawal speed of the strand is defined as a constant, which means that the desired fill level 12 in the mold 9 is regulated solely from the inflow side by means of the slide closure 3.
- the slide plate 5 assumes a throttle position which, by opening and closing, allows more or less melt to be supplied in order to maintain the balance between the amount of melt flowing in per unit time and the strand 15 emerging from the mold 9.
- the melt flow is redirected twice when the slide closure 3 is throttled, namely on the inlet and outlet side of the slide plate 5.
- the slide plate 5 continues to close in the event of erosion wear and an increasing cross section of the flow channel 7, and on the other hand continues to open as soon as the cross section is narrowed by deposits 22.
- Such cross-sectional constrictions in particular result in considerable casting problems, since the opening of the slide closure 3 ends when the full degree of opening is reached, that is to say in the case of plates 4 to 6 which are congruent. so that the quantity of melt required by the control 13, 14 of the desired fill level 12 per unit of time can no longer be produced via the narrowed flow channel 7.
- the processor 20 initiates a process sequence which automatically adjusts the slide plate 5 from the in Figure 2 with deposits 22 throttle position brought into a new, opposite throttle position (Figure 3), in which the control of the target level 12 continues.
- the slide plate 5 adjusted in this way passes with its throughflow opening the full opening position in which the throughflow openings of all three plates 4 to 6 are coaxial, so that the fully effective pouring stream rinses away the deposits 22 which are freely suspended in the throughflow channel 7 (FIG. 4) or washes away during the , deflection of the pouring jet which changes in mirror image when entering the new throttle position.
- the opening stroke of the slide plate 5 into the new throttle position according to FIG. 3, which is carried out in one go, without stopping, takes place at a speed which ensures that the short-term increased melt supply into the mold 9 can be easily compensated for by the desired fill level control.
- the slide plate actuator 10 and its position meter 11 are designed for both throttle positions. Nevertheless, there is also the possibility of coping with an opening stroke with throttle operation that only works on one side, by opening the slide plate 5 without stopping and immediately returning it to an initially assumed throttle position.
- the opening stroke can be repeated at regular intervals or it comes into play when the position meter 11 reports a defined maximum degree of opening of the slide closure 3, that is to say considerable deposits 22 are already present in the flow channel 7.
- known flushing gas feeds can be provided on the spout (2) and on the pouring tube (8).
- the control movements of the slide plate (5) are temporarily superimposed by an oscillation which is also known per se.
- the invention applies to both two and three-plate gate valves on rotary, swivel or linear systems. Furthermore, the invention applies to continuous casting plants with a combined inflow and outflow control and for slide closures which are arranged on pans with which the intermediate vessel is filled depending on the bath level in the vessel.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Freihalten des Schmelzen-Durchflusskanals beim geregelten Vergiessen insbesondere von Stahlschmelze aus einem Zwischengefäss über einen Schieber- verschluss in eine Stranggiesskokille, in der ein kontrollierter Sollfüllstand durch Regelbewegungen des Schieberverschlusses eingestellt wird, welcher in einer bei Ablagerungen im Durchflusskanal sich erweiternden Drosselstellung gehalten wird.
- Aus der DE-PS 34 22 901 ist es bekannt, den Durchflusskanal von Schieberverschlüssen an Zwischengefässen von Stranggiessanlagen von Ablagerungen zu befreien, durch ein einleitendes Schliessen des Schieberverschlusses zur Absenkung des Badspiegels in der Kokille und damit zur Schaffung eines Freiraumes, der nach voller Oeffnung des Verschlusses eine Ablagerungen wegspülende Giesswelle aufnimmt.
- Ein derartiges Vorgehen verleitet nich selten dazu, das Freimachen des Schmelzen-Durchflusskanals im Schieberverschluss mit grösseren Zeitabständen vorzunehmen, worunter dann oftmals die Strangqualität leidet. Vor allem können die Niveauunterschiede beim Absenken des Badspiegels in der Kokille immer wieder die Ursache von Oberflächenfehlern am gegossenen Strang sein.
- Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die verengenden Ablagerungen im Durchflusskanal des Schieberverschlusses mit einfachen, im Bereich der Sollfüllstandsregelung vor sich gehenden Massnahmen bei gleichbleibender Strangqualität zu beseitigen.
- Die gestellte Aufgabe wird gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, dass die Schieberplatte in einem zügig durchgeführten Oeffnungshub mit einer bezüglich des Anfalls zusätzlicher Schmelzenmenge auf die Regelung des Sollfüllstandes abgestimmten Geschwindigkeit aus einer Drosselstellung heraus in eine neue Drosselstellung gestellt wird.
- Auf diese Weise wird ein effektives Freispülen bzw. Auswaschen des Schmelzen-Durchflusskanals im Schieberverschluss innerhalb der Sollfüllstandsregelung erzielt. Das bedeutet, dass der Sollfüllstand in der Kokille innerhalb zulässiger Grenzen schwankt und nachteilige Unterschiede der Badspiegelhöhe in der Kokille nich vorkommen. Damit sind die Voraussetzungen für eine gute Strangqualität erfüllt.
- Bei der Durchführung des Oeffnungshubes hat sich als besonders zweckdienlich erwiesen, dass die Schieberplatte von einer Drosselstellung in eine am Durchflusskanal des Schieberververschlusses gegenüberliegende Drosselstellung gebracht wird. Dadurch entsteht zusätzlich zu dem mit dem Oeffnungshub erzeugten Giessimpuls infolge des sich spiegelbildlich verändernden Umlenkungsflusses der Schmelze an der Schieberplatte ein speziell auf die Ablagerungen errosiv wirkender Strömungsdruck, welcher die Auswaschung des Durchflusskanals begünstigt. Ausserdem ist ein gleichmässiger Verschleiss des Plattenmaterials an den Drosselkanten des Schmelzen-Durchflusskanals erreichbar, was wiederum die Lebensdauer der Platten erhöht. Bei unterschiedlichen Verschleissbildern in den gegenüberliegenden Drossel stellungen ergeben sich unterschiedliche Positionen der Schieberplatte bei gleicher Durchflussmenge. Die Abstimmung der Geschwindigkeit des Oeffnungshubes der Schieberplatte auf die Regelung des Sollfüllstandes ist die Funktion von zwei Faktoren: zum einen soll der mit einem verharrensfreien vollen Oeffnen der Schieberplatte erzeugte Giessimpuls imstande sein, vorhandene Ablagerungen auszuwaschen, ggf. mitzureissen, zum anderen aber die mit dem Impuls geförderte Schmelzenmenge den Badspiegel in der Kokille nicht über den Regelbereich des Sollfüllstandes hinaus anheben.
- Je nacht Art Der Betriebsbedingungen insbesondere der zu vergiessenden Schmelze wird erfindungsgemäss so vorgegangen, dass das Oeffnen der Schieberplatte periodisch erfolgt, nämlich in vorgegebenen regelmässigen Zeitabständen, die dem Schmierververhalten der Schmelze angepasst sind und beispielsweise beim Vergiessen üblicher Schmelze je nach Kokillenquerschnitt zwischen einer und zehn Minuten bemessen sein können. Alternativ dazu kann der Oeffnungshub der Schieberplatte in einem eingestellten maximalen Oeffnungsgrad innerhalb der Sollfüllstandsregelung geschehen. In diesem Fall ist die Einleitung des Oeffnungshubes allein an den Verengungsgrad des Schmelzen-Durchflusskanals gebunden.
- Ferner sieht das erfindungsgemässe Verfahren vor, dass in den Drosselstellungen wenigstens vor dem Oeffnungshub die Drosselbewegungen der Schieberplatte durch eine Oszillation überlagert sind. Dadurch wird das Freimachen des Durchflusskanals des Schieberverschlusses erleichtert. Des weiteren wird vorgeschlagen, dass wenigstens während des Oeffnungshubes Spülgas in den Ausguss (Einlaufhülse) und/oder das Giessrohr eingeführt wird, was den durch den Oeffnungshub herbeigeführten Strömungsimpuls im Schmelzefluss wirksamer macht, vor allem bezüglich des Auswaschens von Ablagerungen im Ausguss und Giessrohr.
- Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichung erläutert.
- Figur 1 zeigt eine schematisch dargestellte, mit einem Schieberverschluss ausgerüstete Stranggiessanlage zusammen mit einem prinzipiellen Schaltsystem, während die
- Figuren 2 bis 4 Stellungen des Schieberverschlusses in grösserem Massstab veranschlaulichen.
- In Figure 1 bedeutet 1 ein metallische Schmelze enthaltendes Zwischengefäss, das am Ausguss 2 einen in Drosselstellung sich befindlichen Schieberverschluss 3 aufweist. Dieser regelt die Durchflussmenge der vom Gefäss 1 durch den gemeinsamen, aus den Durchflussöffnungen der ortsfesten Oberplatte 4, der verstellbaren Schieberplatte 5 und der wiederum ortsfesten Unterplatte 6 gebildeten Durchflusskanal 7 sowie durch das Giessrohr 8 zur Kokille 9 strömenden Schmelze. Zur Regelung der Durchflussmenge ist die Schieberplatte 5 mit einem Stellglied 10 mechanisch gekuppelt, dessen jeweilige Betriebposition ein Stellungsmesser 11 identifiziert.
- Die Kokille 9, in die das Giessrohr 8 mit dem freien Ende hineinragt, hat einen für den normalen Betrieb eingestellten Sollfüllstand 12, der von einem Sender (Strahler) 13 und einem Messwertempfänger 14 kontrolliert wird. Der Abzug des in der Kokille 9 aussen verfestigten Stranges 15 erfolgt mittels eines Treibrollen 16 aufweisenden Abzugantriebes 17, dem ein Regler 18 und ein mit diesem regeltechnisch gekuppelter Abzuggeschwindigkeitsmesser 19 zugeordnet sind. Letzterer gibt seine Daten zusätzlich an einen Prozessor 20, der ausserdem die Daten des Stellungsmessers 11 und des Messwertempfängers 14 empfängt und verarbeitet. Sich ergebende Steuerbefehle sendet eine im Prozessor 20 integrierte Steuerung 21 an das Stellglied 10 des Schieberverschlusses 3 und an den Abzugsregler 18.
- Beim Ausführungsbeispiel ist die Abzugsgeschwindigkeit des Stranges als konstante festgelegt, was bedeutet, dass der Sollfüllstand 12 in der Kokille 9 allein von der Zuflussseite her mittels des Schieberverschlusses 3 geregelt wird. Dazu nimmt die Schieberplatte 5 eine Drosselstellung ein, die es durch Auf- und Zusteuern erlaubt, mehr oder weniger Schmelze zuzuführen, um das Gleichgewicht zwischen der pro Zeiteinheit zufliessenden Schmelzenmenge und dem aus der Kokille 9 austretenden Strang 15 einzuhalten.
- Der Schmelzenstrom wird, wie insbesondere aus Figur 1 ersichtlich, bei gedrosseltem Schieberverschluss 3 zweimal umgelenkt, und zwar ein- und auslaufseitig der Schieberplatte 5. Dort besteht erhöhte Erosionsgefahr für das Feuerfeste Plattenmaterial und ausserdem treten an den besagten Stellen bevorzugt Ablagerungen von Oxyden und/oder Sulfiden auf. Einerseits fährt die Schieberplatte 5 bei Erosionsverschleiss und grösser werdendem Querschnitt des Durchflusskanals 7 weiter zu, andererseits weiter auf, sobald der Querschnitt durch Ablagerungen 22 verengt wird. Speziell solche Querschnittsverengungen ergeben erheblich Giessprobleme, da das Auffahren des Schieberverschlusses 3 beim Erreichen des vollen Oeffnungsgrades, also bei deckungsgleichen Platten 4 bis 6 beendet ist. so dass die von der Kontrolle 13, 14 des Sollfüllstandes 12 pro Zeiteinheit geforderte Schmelzenmenge über den verengten Durchflusskanal 7 nich mehr erbracht werden kann.
- Zwecks Vermeidung solcher, den Giessbetrieb erheblich störanfällig machenden Ablagerungen 22, welche mesit über den vorstehenden Kanten des Durchflusskanals 7 beginnen und den Schieberverschluss 3 zu immer weiterem Oeffnen zwingen, wird vom Prozessor 20 ein Verfahrensablauf eingeleitet, der ein automatisches Verstellen der Schieberplatte 5 von der in Figur 2 mit Ablagerungen 22 dargestellten Drosselstellung in eine neue, gegenüberliegende Drosselstellung (Figur 3) bewirkt, in der die Regelung des Sollfüllstandes 12 kontinuierlich weitergeht.
- Die dermassen verstellte Schieberplatte 5 überfährt mit ihrer Durchflussöffnung die volle Oeffnungsposition, in der die Durchflussöffnungen aller drei Platten 4 bis 6 koaxial stehen, so dass der voll wirksame Giessstrom die frei im Durchflusskanal 7 hängenden Ablagerungen 22 wegspült (Figur 4) oder wegwäscht, während der, beim Einfahren in die neue Drosselstellung sich spiegelbildlich ändernden Umlenkung des Giessstrahls. Der in einem Zug, verharrensfrei durchgeführte Oeffnungshub der Schieberplatte 5 in die neue Drosselstellung nach Figur 3 geschieht mit einer Geschwindigkeit, welche gewährleistet, dass die kurzfristig erhöhte Schmelzezufuhr in die Kokille 9 von der Sollfüllstandsregelung ohne weiteres kompensiert werden kann.
- Zur Durchführung des Oeffnungshubes, während welchem die Drosselkante der Schieberplatte 5 auf die gegenüberliegende Kante des Durchflusskanals 7 wechselt, sind das Schieberplattenstellglied 10 und dessen Stellungsmesser 11 für beide Drosselpositionen ausgebildet. Dennoch besteht auch die Möglichkeit, einen Oeffnungshub mit nur einseitig funktionierendem Drosselbetrieb zu bewältigen, indem die Schieberplatte 5 verharrensfrei geöffnet und sofort wieder in eine ausgangs eingenommene Drosselstellung zurückgebracht wird.
- Der Oeffnungshub lässt sich, um einem Zuschmieren des Durchflusskanals 7 vorzubeugen, in regelmässigen Abständen wiederholen oder er kommt dann zum Zuge, wenn der Stellungsmesser 11 einen festgelegten maximalen Oeffnungsgrad des Schieberverschlusses 3 meldet, das heisst im Durchflusskanal 7 bereits erhebliche Ablagerungen 22 vorhanden sind. In jedem Fall können zur Unterstützung des durch den Oeffnungshub erzeugten Auswascheffektes am Ausguss (2) und am Giessrohr (8) an sich bekannte Spülgaszuführungen vorgesehen sein. Ausserdem lassen sie zur Verstärkung des besagten Effektes die Regelbewegungen der Schieberplatte (5) zeitweise durch eine ebenfalls an sich bekannte Oszillation überlagern.
- Die Erfindung gilt sowohl für Zwei- als auch Drei-Plattenschieber an Dreh- Schwenk- oder Linearsystemen. Weiterhin gilt die Erfindung für Stranggiessanlagen mit kombinierter Zufluss- und Abzugsregelung sowie für Schieberverschlüsse, die an Pfannen angeordnet sind, mit denen das Zwischengefäss in Abhängigkeit vom Badspiegel im Gefäss gefüllt wird.
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