EP0636440A1 - Controlling system for a horizontal continous casting plant with a heat-retaining vessel, which is designed as a pressure chamber - Google Patents
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- B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
Definitions
- the invention relates to a control system for a horizontal continuous casting installation with a warming vessel designed as a pressure chamber according to the preamble of claim 1.
- Horizontal continuous casting plants have prevailed in wide areas.
- the advantages of producing strips and profiles with such systems are very large.
- the installation of horizontal continuous casting plants, for example, requires less construction work than for plants for the vertical continuous casting process.
- a significant procedural difference between the two processes is that the mold can be flanged directly to a holding vessel during the horizontal process. This makes it possible to heat this vessel and thus let the process run at the optimum temperature of the liquid metal. It is also of great advantage that a casting campaign can run from the beginning to the end with the same temperature of the liquid metal, since with the heating of the holding vessel the temperature losses occurring during the casting campaign can be compensated for.
- liquid metal interruption is that a slide is arranged between the mold and the refractory wall of the holding vessel, which is closed in the event of a fault. With this slide both the strand and the opening in the wall of the holding vessel are closed. The mold is then flanged and the holding vessel is moved away and emptied. In the case of voluminous continuous casting profiles, the end slide must be split, so that when the mold is flanged off, one slide remains in front of the still liquid profile on the mold and a second slide in front of the vessel opening.
- the invention has for its object a control system for a horizontal continuous casting system with a holding vessel designed as a pressure chamber of the aforementioned Specify the type that ensures a rapid interruption of the flow of liquid metal to the mold in the event of a fault.
- the advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that a rapid interruption of the liquid metal flow through the mold channel takes place through the backflow of the liquid metal located in the casting duct above the continuous casting mold into the holding vessel.
- the holding vessel does not have to be emptied if there is an accident, but rather it can be heated further so that the continuous casting process can be continued without further delays after the accident has been remedied.
- FIG. 1 a horizontal continuous casting system is shown.
- a holding vessel 1 designed as a pressure chamber with a pressure-tight lid 2 can be seen.
- a filling channel 3 with a filling funnel 4 serves for the supply of liquid metal from a liquid metal supply 17 (e.g. tilting furnace).
- An inductor 5 with inductor channel 6 heats the liquid metal FM to the desired temperature in the holding vessel.
- the liquid metal enters the mold channel 11 of a liquid-cooled continuous casting mold 10 via an inlet channel 7 and a pouring opening 8. Above the pouring opening 8, the inlet channel 7 continues in a pouring channel 9.
- the inductor 5 located on the holding vessel 1 is arranged such that the bath flow initiated by it does not interfere with the solidification process in the mold and the inflow of bath into this space, but on the other hand the temperature of the liquid metal both in the vessel and in the siphon-like channels 7, 9 for the mold is kept at the optimum height.
- a bath level detection device 15 is provided for measuring the current bath level in the pouring channel 9 and a bath level detection device 16 is provided for measuring the current bath level in the holding vessel 1.
- the minimum permissible bath level of the liquid metal in the holding vessel 1 is designated as H1 and the maximum permissible bath level in the holding vessel is designated as H2.
- the bath level at the level of the pouring opening 8 is H3.
- a pouring channel bath level H4 is set in the pouring channel 9 (and also in the filling channel 3) compared to this liquid metal level.
- the setpoint for this bath level H4 is dimensioned such that the liquid metal flows through the mold channel 11 at an optimum pressure and an optimal speed.
- FIG. 2 shows a control principle for the system according to FIG. 1.
- a control device 18 can be seen, the measurement signals S1 and S2 of the bath level detection devices 15 and 16 and possibly an emergency signal N are present on the input side and the liquid metal supply 17 and the pressure generating device 14 are controlled on the output side via control signals A1 and A2.
- the measurement signals S1 and S2 correspond to the current spout bath level H4 or the current liquid metal bathroom mirror in the holding vessel.
- One task of the control device 18 is to set the gas pressure produced by the pressure generating device 14 in such a way that the desired pouring channel bath level is always set regardless of the current bath level of the liquid metal in the holding vessel.
- the target value of the pouring channel bath level H4 is determined in such a way that an optimal continuous casting process results, as already mentioned.
- the gas pressure in the holding vessel is increased or decreased depending on the setpoint / actual value deviation of the pouring channel bath level.
- Another task of the control device 18 is to ensure, by suitable control of the liquid metal supply 17, that sufficient liquid metal is always refilled into the holding vessel 1 so that the liquid metal bath level is always between the limit values H1 and H2 (minimum bath level and maximum bath level ) is located.
- an emergency signal N occurs, the control device 18 brings about an immediate reduction in pressure of the pressure generating device 14 and an immediate termination of the addition of liquid metal through the liquid metal supply 17.
- An emergency signal N occurs when there is a breakthrough of liquid metal from the continuous casting mold 10 or from the solidified one Metal shell comes behind the mold. In the event of such an accident, the further flow of liquid metal into the mold must be prevented as soon as possible, as already mentioned.
- the liquid metal volume V1 in the pouring channel 9 must therefore no longer flow through the pouring opening 8 into the mold channel 11 after the occurrence of an emergency signal N, but must be led back to the holding vessel 1 via the inlet channel 7.
- V2 V1 + V3 into the warming vessel 1, whereby the bath level in the vessel rises.
- this bath level must never exceed the bath level H3 in order to reliably prevent liquid metal from flowing out of the pouring channel into the mold channel 11 after the pressure has been reduced.
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- Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelsystem für eine Waagerecht-Strangguß-Anlage mit einem als Druckkammer ausgebildeten Warmhaltegefäß gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a control system for a horizontal continuous casting installation with a warming vessel designed as a pressure chamber according to the preamble of claim 1.
Waagerecht-Strangguß-Anlagen (Horizontal-Strangguß-Anlagen) haben sich in weiten Bereichen durchgesetzt. Die Vorteile der Herstellung von Bändern und Profilen mit derartigen Anlagen sind sehr groß. Die Aufstellung von Waagerecht-Strangguß-Anlagen erfordert beispielsweise geringere Bauaufwendungen als bei Anlagen für den senkrechten Strangguß-Prozess.Horizontal continuous casting plants (horizontal continuous casting plants) have prevailed in wide areas. The advantages of producing strips and profiles with such systems are very large. The installation of horizontal continuous casting plants, for example, requires less construction work than for plants for the vertical continuous casting process.
Ein erheblicher verfahrenstechnischer Unterschied zwischen beiden Verfahren besteht auch darin, daß die Kokille beim waagerechten Verfahren direkt an ein Warmhaltegefäß angeflanscht werden kann. Dadurch besteht die Möglichkeit, dieses Gefäß zu beheizen und so den Prozeß mit optimaler Temperatur des Flüssigmetalls ablaufen zu lassen. Dabei ist es auch von großem Vorteil, daß eine Gießkampagne von Anfang bis Ende mit der gleichen Temperatur des Flüssigmetalls ablaufen kann, da mit der Beheizung des Warmhaltegefäßes die während der Gießkampagne entstehenden Temperaturverluste ausgeglichen werden können.A significant procedural difference between the two processes is that the mold can be flanged directly to a holding vessel during the horizontal process. This makes it possible to heat this vessel and thus let the process run at the optimum temperature of the liquid metal. It is also of great advantage that a casting campaign can run from the beginning to the end with the same temperature of the liquid metal, since with the heating of the holding vessel the temperature losses occurring during the casting campaign can be compensated for.
Ein erheblicher Nachteil in diesem Verbundsystem Warmhaltegefäß - Stranggußkokille - Strang besteht jedoch darin, daß im Störfall der Zustrom des flüssigen Metalls zur Kokille nur unter erschwerten Bedingungen unterbrochen werden kann, wenn es z. B. zu einem Durchbruch des Flüssigmetalls aus der Kokille oder aus der erstarrten Metallschale hinter der Kokille kommt.A significant disadvantage in this composite system, the holding vessel - continuous casting mold - strand, however, is that in the event of a malfunction, the flow of the liquid metal to the mold can only be interrupted under difficult conditions if, for. B. comes to a breakthrough of the liquid metal from the mold or from the solidified metal shell behind the mold.
Eine Möglichkeit zur Flüssigmetall-Unterbrechung besteht darin, daß zwischen der Kokille und der feuerfesten Wand des Warmhaltegefäßes ein Schieber angeordnet wird, der im Störfall geschlossen wird. Mit diesem Schieber werden sowohl der Strang als auch die Öffnung in der Wand des Warmhaltegefäßes verschlossen. Im Anschluß daran wird die Kokille abgeflanscht und das Warmhaltegefäß wird weggefahren und entleert. Bei voluminösen Stranggußprofilen muß der Abschlußschieber geteilt ausgeführt werden, so daß beim Abflanschen der Kokille ein Schieber vor dem im Kern noch flüssigen Profil an der Kokille und ein zweiter Schieber vor der Gefäßöffnung verbleiben.One possibility for liquid metal interruption is that a slide is arranged between the mold and the refractory wall of the holding vessel, which is closed in the event of a fault. With this slide both the strand and the opening in the wall of the holding vessel are closed. The mold is then flanged and the holding vessel is moved away and emptied. In the case of voluminous continuous casting profiles, the end slide must be split, so that when the mold is flanged off, one slide remains in front of the still liquid profile on the mold and a second slide in front of the vessel opening.
Abgesehen von der schwierigen Betätigung der Schieber im Bedarfsfall erfordert ein derartiges Verfahren relativ viel Platz innerhalb des engen Abstandes zwischen der Kokille und der Gefäßwand. Ein erheblicher Nachteil besteht auch darin, daß das Warmhaltegefäß nach dem Trennen der Kokille entleert werden muß, weil die Schieberplatte dem Druck und der Temperatur des Flüssigmetalls nicht längere Zeit widersteht.Apart from the difficult actuation of the slide if necessary, such a method requires a relatively large amount of space within the narrow distance between the mold and the vessel wall. Another major disadvantage is that the holding vessel must be emptied after the mold has been separated, because the slide plate does not withstand the pressure and temperature of the liquid metal for a long time.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelsystem für eine Waagerecht-Strangguß-Anlage mit einem als Druckkammer ausgebildeten Warmhaltegefäß der eingangs genannten Art anzugeben, das im Störfall eine schnelle Unterbrechung des Zustromes von Flüssigmetall zur Kokille sicherstellt.The invention has for its object a control system for a horizontal continuous casting system with a holding vessel designed as a pressure chamber of the aforementioned Specify the type that ensures a rapid interruption of the flow of liquid metal to the mold in the event of a fault.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved in connection with the features of the preamble according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch Rückfluß des im Abgußkanal oberhalb der Stranggußkokille befindlichen Flüssigmetalls in das Warmhaltegefäß eine schnelle Unterbrechung des Flüssigmetallstromes durch den Kokillenkanal erfolgt. Das Warmhaltegefäß muß nicht entleert werden, wenn ein Störfall vorliegt, sondern es kann vielmehr weiterbeheizt werden, so daß der Stranggießprozeß nach Behebung des Störfalles ohne weitere Verzögerungen fortgesetzt werden kann.The advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that a rapid interruption of the liquid metal flow through the mold channel takes place through the backflow of the liquid metal located in the casting duct above the continuous casting mold into the holding vessel. The holding vessel does not have to be emptied if there is an accident, but rather it can be heated further so that the continuous casting process can be continued without further delays after the accident has been remedied.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The invention is explained below with reference to the embodiments shown in the drawing.
Es zeigen:
- Figur 1
- eine Waagerecht-Strangguß-Anlage,
Figur 2- ein Regelungsprinzip für die Anlage gemäß Figur 1.
- Figure 1
- a horizontal continuous casting system,
- Figure 2
- a control principle for the system according to Figure 1.
In Figur 1 ist eine Waagerecht-Strangguß-Anlage dargestellt. Es ist ein als Druckkammer ausgebildetes Warmhaltegefäß 1 mit druckdicht aufgesetztem Deckel 2 zu erkennen. Ein Einfüllkanal 3 mit Einfülltrichter 4 dient zur Zufuhr von Flüssigmetall aus einer Flüssigmetall-Zuführung 17 (z. B. Kippofen). Ein Induktor 5 mit Induktorkanal 6 heizt das Flüssigmetall FM im Warmhaltegefäß auf die gewünschte Temperatur auf. Über einen Zulaufkanal 7 und eine Abgußöffnung 8 gelangt das Flüssigmetall in den Kokillenkanal 11 einer flüssigkeitsgekühlten Stranggußkokille 10. Oberhalb der Abgußöffnung 8 setzt sich der Zulaufkanal 7 in einem Abgußkanal 9 fort.In Figure 1, a horizontal continuous casting system is shown. A holding vessel 1 designed as a pressure chamber with a pressure-
Der am Warmhaltegefäß 1 befindliche Induktor 5 ist derartig angeordnet, daß die einerseits von ihm initivierte Badströmung den Solidifizierungsprozess in der Kokille und die Badeinströmung in diesen Raum nicht stört, andererseits jedoch die Temperatur des Flüssigmetalls sowohl im Gefäß als auch in den siphonartig angesetzten Kanälen 7, 9 zur Kokille auf optimaler Höhe gehalten wird.The
Im Deckel 2 befindet sich ein Druckkammeranschluß 12 für einen mit einer Druckerzeugungseinrichtung 14 verbundenen Druckkanal 13. Als Druckmedium kommen Luft als auch relativ inaktive Gase wie Stickstoff oder Argon in Betracht. Zur Messung des aktuellen Badspiegels im Abgußkanal 9 ist eine Badspiegel-Erfassungseinrichtung 15 und zur Messung des aktuellen Badspiegels im Warmhaltegefäß 1 ist eine Badspiegel-Erfassungseinrichtung 16 vorgesehen. Dabei ist der minimal zulässige Badspiegel des Flüssigmetalls im Warmhaltegefäß 1 mit H1 und der maximal zulässige Badspiegel im Warmhaltegefäß mit H2 bezeichnet. Der Badspiegel in Höhe der Abgußöffnung 8 beträgt H3. Da der Volumenbereich oberhalb des Flüssigmetall-Badspiegels im Warmhaltegefäß druckbeaufschlagt ist, stellt sich im Abgußkanal 9 (und auch im Einfüllkanal 3) ein gegenüber diesem Flüssigmetall-Badspiegel erhöhter Abgußkanal-Badspiegel H4 ein. Der Sollwert für diesen Badspiegel H4 wird derart bemessen, daß das Durchströmen des Flüssigmetalls durch den Kokillenkanal 11 mit optimalen Druck und optimaler Geschwindigkeit erfolgt.In the
In Figur 2 ist ein Regelungsprinzip für die Anlage gemäß Figur 1 dargestellt. Es ist eine Regeleinrichtung 18 zu erkennen, der eingangsseitig die Meßsignale S1 bzw. S2 der Badspiegel-Erfassungseinrichtungen 15 bzw. 16 sowie gegebenenfalls ein Notsignal N anliegen und die ausgangsseitig über Ansteuersignale A1 bzw. A2 die Flüssigmetallzuführung 17 bzw. die Druckerzeugungseinrichtung 14 ansteuert. Die Meßsignale S1 bzw. S2 entsprechen dabei dem aktuellen Abgußkanal-Badspiegel H4 bzw. dem aktuellen Flüssigmetall-Badspiegel im Warmhaltegefäß.FIG. 2 shows a control principle for the system according to FIG. 1. A
Eine Aufgabe der Regeleinrichtung 18 ist es, den von der Druckerzeugungseinrichtung 14 produzierten Gasdruck derart einzustellen, daß sich unabhängig vom momentanen Badspiegel des Flüssigmetalls im Warmhaltegefäß stets der gewünschte Abgußkanal-Badspiegel einstellt. Der Sollwert des Abgußkanal-Badspiegels H4 wird derart festgelegt, daß sich ein optimaler Stranggußprozeß ergibt, wie bereits erwähnt. Der Gasdruck im Warmhaltegefäß wird je nach festgestellter Sollwert/Istwert-Abweichung des Abgußkanal-Badspiegels erhöht oder abgesenkt.One task of the
Eine weitere Aufgabe der Regeleinrichtung 18 ist es, durch geeignete Ansteuerung der Flüssigmetall-Zuführung 17 sicherzustellen, daß stets genügend Flüssigmetall in das Warmhaltegefäß 1 nachgefüllt wird, so daß sich der Flüssigmetall-Badspiegel stets zwischen den Grenzwerten H1 und H2 (minimaler Badspiegel und maximaler Badspiegel) befindet.Another task of the
Bei Auftreten eines Notsignales N bewirkt die Regeleinrichtung 18 einen sofortigen Druckabbau der Druckerzeugungseinrichtung 14 und eine sofortige Beendigung der Zugabe von Flüssigmetall durch die Flüssigmetall-Zuführung 17. Ein Notsignal N tritt auf, wenn es zum Durchbruch von Flüssigmetall aus der Stranggußkokille 10 oder aus der erstarrten Metallschale hinter der Kokille kommt. Bei einem derartigen Störfall muß das weitere Einfließen von Flüssigmetall in die Kokille möglichst sofort unterbunden werden, wie bereits erwähnt.If an emergency signal N occurs, the
Das Flüssigmetallvolumen V1 im Abgußkanal 9 darf deshalb nach Auftreten eines Notsignales N nicht mehr durch die Abgußöffnung 8 in den Kokillenkanal 11 abfließen, sondern es muß über den Zulaufkanal 7 zurück zum Warmhaltegefäß 1 geführt werden. Das Flüssigmetallvolumen V1 wird bestimmt durch den Querschnitt Q1 des Abgußkanals 9 und die Strecke L1 zwischen dem Badspiegel H3 in Höhe der Abgußöffnung 8 und dem Abgußkanal-Badspiegel H4, d. h. es gilt
Das nach erfolgtem Druckabbau vom Einfüllkanal 3 in das Warmhaltegefäß 1 strömende Flüssigmetallvolumen V3 wird bestimmt durch den Querschnitt Q3 des Einfüllkanals 3 und die Strecke L1, d. h. es gilt
Nach erfolgter Druckentlastung fließt Flüssigmetall der Volumensumme
Zweckmäßigerweise wird der maximal zulässige Badspiegel H2 aus der Gleichung
Da der Sollwert des Abgußkanal-Badspiegels H4 in Abhängigkeit des Stranggußprozesses veränderbar ist, ergibt sich infolge einer sich dann verändernden Strecke L1 bzw. L2 auch eine Veränderung des maximal zulässigen Badspiegels H2.Since the setpoint of the pouring channel bath level H4 can be changed as a function of the continuous casting process, a change in the then changing distance L1 or L2 also results in a change in the maximum permissible bath level H2.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
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AK | Designated contracting states |
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STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
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18D | Application deemed to be withdrawn |
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