EP0943382B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle des Wärmestromes einer Kokille beim Stranggiessen von Brammen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle des Wärmestromes einer Kokille beim Stranggiessen von Brammen Download PDF

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EP0943382B1
EP0943382B1 EP99104351A EP99104351A EP0943382B1 EP 0943382 B1 EP0943382 B1 EP 0943382B1 EP 99104351 A EP99104351 A EP 99104351A EP 99104351 A EP99104351 A EP 99104351A EP 0943382 B1 EP0943382 B1 EP 0943382B1
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EP
European Patent Office
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mould
water
temperature
mold
casting
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP99104351A
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English (en)
French (fr)
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EP0943382A1 (de
Inventor
Gerhard Arnolds
Lothar Parschat
Fritz-Peter Prof. Dr. Ing. Pleschiutschnigg
Uwe Plociennik
Joachim Schwellenbach
Hans Streubel
Adolf Zajber
Matthias Arzberger
Mertin Langer
Dirk Dr. Letzel
Hans Moll
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Publication date
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Classifications

    • 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
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould

Definitions

  • the invention relates to a method and a continuous casting mold for producing Strands of slab, in particular made of steel, through a plate mold water-cooled, adjustable narrow side mold plates, which are between water-cooled Wide-side mold plates are clamped, which is Pouring is carried out using a dip spout when using mold powder for formation of pouring slag and oscillation of the plate mold, measuring the temperatures in the broadside mold plates and regulating the temperatures in the inlet and outlet lines for the cooling water.
  • the thin slabs of the size range 150mm - 40mm thickness x 3,500mm - 600mm width are mainly poured with a funnel mold.
  • the heat flow in the middle of the mold i.e. in the area of a dip tube existing diving spout usually differs from that next to the Diving spout and is larger.
  • the object of the invention is a Procedures and a mold to describe the temperature of the skin of the Cu plates of the mold in the mold level area 'online' to record a in Height and distribution optimal and constant temperature profile of the copper plate skin in the mold level even with changing copper plate thickness can.
  • the continuous casting speed when using the continuous casting mold is between 0.5 and 10 m / min.
  • An embodiment further consists in that the partial width across the mold and or integral heat flow profiles are measured over the mold height.
  • temperature measurements are discrete across the mold width to determine the temperature of the mold skin on the steel facing Side.
  • the continuous casting mold is used to produce slab strands, in particular made of steel, from a plate mold made of water-cooled narrow side mold plates, sandwiched between water-cooled broadside mold plates are, whereby the liquid steel is introduced by means of a dip spout is, using casting powder to form slag, with a Oscillation device, water temperature sensors and control elements in Inlet and outlet lines for the cooling water.
  • the continuous casting mold achieves the object according to the invention in that the water temperature sensor and at least one thermocouple in transition openings between copper cooling slots and an upper distribution room of the water tank are arranged and the control elements in the upper distribution room of the water box for partial control of the cooling water over partial created heat flow profiles and or temperature profiles over the mold height to be controlled.
  • the continuous casting mold is further configured in that further thermocouples in the narrow side mold plates and or in the broad side mold plates are installed.
  • FIG. 1 schematically shows a section through a broadside mold plate 1 and a slab 2 in the casting direction.
  • the slab 2 is poured with a dip spout 4 and casting powder 5.
  • isothermally 7 at 1500 ° C
  • the mold has the highest temperature in the mold level 6 at the mold skin 8 of, for example, 400 ° C. and represents the starting point for the 400 ° C. isotherm 7 (400 ° C.), which is in the space between the strand shell 9 and the broadside mold plate 1 , filled with solid and liquid pouring slag 10 expands.
  • the copper plate skin temperature has, for example, a distribution as shown in FIG. 1. From the mold level area 6 on the mold skin 8, the temperatures drop both in the casting direction 3 and against the casting direction 3 towards the upper edge 12 of the copper plate. B. from 50 ° C.
  • This temperature field between the broad side mold plate 1 and the strand shell 9 with its distinctive and maximum temperature of 400 ° C in the area of the mold level 6 can by changing the water cooling and / or copper plate thickness to be influenced.
  • the temperature of the Cu plate 12 in the mold level area 6 can be reduced (T - Q 2 ) ⁇ (T - Q 1 ) and, in connection with this, the melting behavior of the mold powder 5 can be accompanied be influenced by crust formation 13.
  • FIG. 2a shows schematically the broadside copper plate 14 with the water tank 16 represents a rectangular mold.
  • FIG. 2a shows the view of the broad side mold plate 1 and 2b the section through the broadside copper plate 14 and Water box 16.
  • the broadside copper plate 14 is on the water tank via clamping screws 15 16 screwed.
  • the water box 16 is in the lower area with cooling media, preferably with cooling water 19, in quantity and pressure via the border line 17th provided.
  • the cooling water 19 (Fig. 2b) flows at a desired speed through outlet lines 20 in copper cooling slots 21 of broadside copper plates 14 controlled in pressure and quantity / time, in order then through transition openings 22 which are uniformly introduced across the width of the water tank 16, in the inflow upper distribution space 23. From here, the cooling water 19 is over an outlet line 24 to the mold circuit, which can be regulated in pressure and quantity, and fed to the water treatment.
  • FIGS. 3a-3c show the invention for a rectangular mold.
  • the mold skin temperature of the casting level area 6 is in the areas 30 next to the diving spout 4 of the mold width in the diving spout area 31 by reducing the partial amount of water in the water zones 32 1/1 'to n / n' of the immersion nozzle 30 have been adjusted as well as the absolute Temperature level has been set to a certain value.
  • the combination the thermocouples 29, the water temperature measurement 22.1 and the partial Amounts of water in the water zones 32 allow the temperature distribution to be controlled 25 over the mold width 31 and its absolute height.
  • the amounts of water in the respective water zones 32 can, for example, by a Slider plate 33, Fig. 3b, which has a certain profile, the thermal profile with constant, partial water cooling and that corresponds to all transition openings 22 in the upper distribution chamber 23 of the water tank at the same time recorded, controlled.
  • This regulator can also in the lower distribution chamber 18 of the water tank 16 may be arranged. (Fig. 2b).
  • Fig. 4a shows the features of the invention in a funnel mold with a pouring funnel 35, compared to the prior art in the left half of Fig. 4a.
  • the partial water in the water zones is similar to that in FIG. 3a 32 next to the mold width area 30 of the immersion spout 4, taking into account of the pouring hopper 35 with its envelope 36 partially detected.
  • the Amounts of water can be controlled with the slide plate 33a or can be regulated per transition opening 22 with a control valve 34 (Fig. 4d).
  • the slide plate 33a is over the mold width and thickness and the control valve 34 described is shown schematically in FIG. 4d.
  • the Fig. 4e shows the casting funnel 35 in cross section.
  • mechanical inserts 37 shown for throttling the transition openings 22, however no controlling or regulating the water quantities and only a static one Form embodiment.
  • the essential features are comparative in FIG. 5 using the example of a rectangular mold with the prior art.
  • the left Fig. 5a presents itself Setting temperature distribution 25 of the copper plate skin temperature in the area of the mold level 6 over the mold width 30 (see also FIG. 4a).
  • the right Fig. 5b is the temperature distribution 25 using the features of the invention shown.
  • absolute temperature level 38 can be selected simultaneously within certain limits.

Landscapes

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

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Stranggießkokille zum Erzeugen von Brammensträngen, insbesondere aus Stahl, durch eine Plattenkokille, die aus wassergekühlten, verstellbaren Schmalseitenkokillenplatten, die zwischen wassergekühlten Breitseitenkokillenplatten eingeklemmt werden, besteht, wobei das Gießen über einen Tauchausguss erfolgt, bei Einsatz von Gießpulver zum Bilden von Gießschlacke und Oszillieren der Plattenkokille, Messen der Temperaturen in der Breitseitenkokillenplatten und Regeln der Temperaturen in Einlass- bzw. Auslassleitungen für das Kühlwasser.
Beim Stranggießen von Brammen insbesondere aus Stahl, werden Formate des Abmessungsbereiches 270 mm - 40 mm Dicke x 3.500 mm -600 mm Breite gegossen. Dieser Brammenabmessungsbereich erfaßt die sogenannten Standard-Brammen mit den Abmessungen 270 mm -150 mm Dicke x 3.000 mm -600 mm Breite die ausschließlich mit Rechteckkokillenformaten gegossen werden.
Die Dünnbrammen des Abmessungsbereiches 150 mm - 40 mm Dicke x 3.500 mm - 600 mm Breite werden überwiegend mit einer Trichterkokille gegossen.
Bei beiden Kokillenformen kommen ein Tauchausguß, als SEN bezeichnet, (Submerge Entry Nozzle) und Stranggießpulver zum Einsatz. Die Medien zwischen der Strangmitte und dem Kokillenkühlwasser bestimmen den Wärmestrom, der bei einer vorgegebenen Kokillenkühlwassermenge durch die Temperaturaufnahme des Kühlwassers bestimmt werden kann.
Der Wärmestrom in der Kokillenmitte, d.h. im Bereich des aus einem Tauchrohr bestehenden Tauchausgusses weicht in der Regel von dem neben dem Tauchausguss ab und ist größer.
Die Ursache für die unterschiedlichen Wärmeströme über die Kokillenbreite sind die verschiedenen Gesamtwiderstände, die sich auf die Ausbildung unterschiedlicher Teilwiderstände der Medien Stahl / SEN / Schlackenfilm / Kupferplatte / Wassergrenzschicht / Wasser bzw. Stahl / Schlackenfilm / Kupferplatte / Wasser zurückführen lassen. In diesem Zusammenhang ist auf die verschiedenen spezifischen Wärmeleitfähigkeiten und die unterschiedlichen Dicken hingewiesen.
So beträgt die spezifische Leitfähigkeit (λ) einzelner Medien
  • Kupfer ca. 360 W/K • m
  • Schlacke ca. 1 W/K • m
  • Stahl ca. 50 W/K • m
  • SEN ca. 10 W/K • m,
womit die partiellen Gesamtwiderstände
Figure 00030001
über die Breite voneinander abweichen, d.h. sie können in den Bereichen des Tauchausgusses und neben dem Tauchrohr nicht gleich sein: R SEN ges ≠ R außen ges
Es besteht das Bedürfnis, diese partiellen Widerstände gleich einzustellen und darüber hinaus auf einen bestimmten Wert einzuregeln.
Der Stand der Technik wird in DE 41 17 073 und DE 195 29 931 beschrieben.
In der DE 41 17 073 werden die Temperaturaufnahmen der vier wassergekühlten Kokillenplatten als integrale Werte jeder einzelnen Platte gemessen und ausgewertet. Es werden keine partiellen Werte über die Kokillenbreite erfaßt und prinzipiell auch keine Wassermengen zum Kühlen verändert.
In der DE 195 29 931 wird eine Brammenkokille beschrieben, die aus mindestens drei voneinander unabhängigen Kühlkammersegmenten besteht, die im Bereich des Kokillenausgangs gesonderte Anschlüsse zur unabhängigen Zufuhr von Kokillenkühlwasser aufweisen. Mit dieser Anordnung sollen Unsymmetrien der spezifischen Wärmeströme zwischen dem Bereich Tauchausguß und den restlichen Kokillenbereichen erkannt werden und durch Konizitätsverstellung und Kühlwasserregelung ausgeglichen werden.
Im Gegensatz zu dem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Kokille zu beschreiben, die es ermöglichen, die Hauttemperatur der Cu-Platten der Kokille im Gießspiegelbereich 'online' zu erfassen, um ein in Höhe und Verteilung optimales und konstantes Temperaturprofil der Cu-Plattenhaut im Gießspiegel auch bei wechselnder Kupferplattendicke einstellen zu können.
Ein konstantes und optimales Temperaturprofil in der Kupferplattenhaut über die gesamte Kokillenbreite ist Voraussetzung für
  • eine minimale thermische Belastung der Strangschale und damit gute Strangoberflächenqualität,
  • ein gleichförmiges und krustenfreies Aufschmelzen des Gießpulvers im Gießspiegel zu Gießschlacke,
  • eine gleichförmige Ausbildung des Schlackenschmierfilms zwischen Strangschale und Kupferplatten,
  • einen gleichförmigen Wärmestrom über die Breite des Stranges in die Kokillenplatten,
  • eine kontrollierte und geregelte Temperatur der Kupferplattenhaut im Gießspiegelbereich,
  • eine gleichförmige thermische Belastung der Kupferplatte vor allem im Gießspiegel über die gesamte Kupferplattenbreite und damit
  • eine maximale Standzeit der Kokillen-Kupferplatten.
Dieses konstante und optimierte Temperaturprofil der Kupferplattenhaut ist auch bei unterschiedlichen oder dünner werdenden Cu-Plattendicken z.B. durch Nacharbeit zwischen zwei Einsatz-Kampagnen im Gießbetrieb oder bei unterschiedlichen Kupferqualitäten bzw. bei z.B. Ni-beschichteten Cu-Platten durch die entsprechenden Veränderungen in
  • Wassermenge
  • Wasserdruck bzw.
  • Wasserfließgeschwindigkeit
zu kontrollieren.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 4 gelöst.
Diese Lösung der Aufgabe ist unabhängig vom Kokillentyp, wie z.B. der Senkrecht-, Senkrechtabbiege- oder Kreisbogenkokille. Auch bleibt es unbenommen, ob die Kokille eine rechteckige Form oder eine Trichterform im Gießspiegel aufweist. Die Stranggießgeschwindigkeit bei Einsatz der Stranggießkokille, die vorzugsweise oszilliert und mit einem hydraulischen Oszillatorantrieb versehen ist, liegt zwischen 0,5 und 10 m / min.
Eine Ausgestaltung besteht ferner darin, dass über die Kokillenbreite die partiellen und oder über die Kokillenhöhe integralen Wärmestromprofile gemessen werden.
Weiterhin ist vorgesehen, dass über die Kokillenbreite diskrete Temperaturmessungen zur Bestimmung der Temperatur der Kokillenhaut auf der dem Stahl zugewandten Seite durchgeführt werden.
Die Stranggießkokille geht zur Erzeugung von Brammensträngen, insbesondere aus Stahl, von einer Plattenkokille aus, die aus wassergekühlten Schmalseitenkokillenplatten, die zwischen wassergekühlten Breitseitenkokillenplatten eingeklemmt sind, besteht, wobei der flüssige Stahl mittels eines Tauchausgusses eingeleitet wird, unter Einsatz von Gießpulver zur Bildung von Gießschlacke, mit einer Oszillationseinrichtung, Wassertemperatur-Messfühlern und Regelorganen in Einfass- bzw. Auslassleitungen für das Kühlwasser.
Die Stranggießkokille löst die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Wassertemperaturmessfühler und zumindest ein Thermoelement in Übergangsöffnungen zwischen Kupferkühlschlitzen und einem oberen Verteilerraum des Wasserkastens angeordnet sind und die Regelorgane im oberen Verteilerraum des Wasserkastens zur partiellen Kontrolle des Kühlwassers über partiell erstellte Wärmestromprofile und oder Temperaturprofile über die Kokillenhöhe kontrolliert werden.
Die Stranggießkokille ist ferner dadurch ausgestaltet, dass weitere Thermoelemente in den Schmalseitenkokillenplatten und oder in den Breitseitenkokillenplatten eingebaut sind.
Eine andere Ausgestaltung ist dadurch gegeben, dass anstelle der Regelorgane eine Schieberplatte zur Steuerung der Kühlwassermengen eingesetzt wird.
Schließlich ist vorgesehen, dass zu einer Voreinstellung der Wassermengen an den Übergangsöffnungen mechanische Einsätze eingesetzt sind.
Die Zeichnung dient zur Veranschaulichung der nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Es zeigen:
Figur 1
ein Temperaturdiagramm des Temperaturprofiles zwischen den Kupferplatten einer Kokille und der Strangschale unter Berücksichtigung des Gießpulvers und der Gießschlacke im Badspiegel und zwischen der Kupferplatte und der Strangschale,
Figur 2a
eine Rechteckkokille mit den Störungen der Kupferplattenhauttemperatur im Gießspiegelbereich und der partiellen Wärmeströme über die Kupferplattenbreite,
Figur 2b
einen Querschnitt durch die Breitseitenkokillenplatte und den Wasserkasten,
die Figuren 3a-3c
eine Rechteckkokille , die zu einer kontrollierten und über die Breite konstanten Kupferplatten-Hauttemperatur führt,
die Fig. 4a-4f
eine Trichterkokille mit den Störungen in der linken Hälfte der Fig. 4a und mit den Merkmalen, Fig. 4b bis 4f, die zu einer kontrollierten und über die Breite konstanten Kupferplatten-Hauttemperatur führt und
Figur 5
eine Rechteckkokille mit den Störungen in der linken Hälfte der Fig. 5a und Fig. 5b, die zu einer kontrollierten und über die Breite konstanten Kupferplatten-Hauttemperatur führt.
Figur 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Breitseitenkokillenplatte 1 und einen Brammenstrang 2 in Gießrichtung. Der Brammenstrang 2 wird mit einem Tauchausguss 4 und Gießpulver 5 gegossen. Der Schmelzbadspiegel, der eine Temperatur von beispielsweise Tliq. = 1500 °C aufweist, stellt in erster Näherung die Isotherme 7 ( bei 1500 °C) dar, die gleichzeitig die innere Strangschale bildet. Die Kokille weist im Gießspiegelbereich 6 die höchste Temperatur an der Kokillenhaut 8 von bspw. 400 °C auf und stellt den Ausgangspunkt für die 400 °C-Isotherme 7 ( 400 °C) dar, die sich in den Raum zwischen Strangschale 9 und Breitseitenkokillenplatte 1, gefüllt mit fester und flüssiger Gießschlacke 10 ausdehnt. Die Kupferplatten-Hauttemperatur weist bspw. eine Verteilung auf, wie sie in Figur 1 dargestellt ist. Vom Gießspiegelbereich 6 an der Kokillenhaut 8 fallen die Temperaturen sowohl in Gießrichtung 3 als auch gegen die Gießrichtung 3 zur Kupferplattenoberkante 12 hin auf z. B. 50 °C ab.
Dieses Temperaturfeld zwischen der Breitseitenkokillenplatte 1 und der Strangschale 9 mit seiner markanten und maximalen Temperatur von 400 °C im Gießspiegelbereich 6 kann durch Veränderung der Wasserkühlung und/oder Kupferplattendicke beeinflußt werden.
So kann die Temperatur der Kupferplatte 12 im Gießspiegelbereich 6 gesenkt werden durch
  • Erhöhung der Wassermengen (Druck, Fließgeschwindigkeit, Volumen) und/oder durch
  • eine geringere Kupferplattendicke.
Mit einer solchen Maßnahme kann, basierend auf dem Wärmestrom Q2 > Q1, die Temperatur der Cu-Platte 12 im Gießspiegelbereich 6 abgesenkt (T - Q2) < (T - Q1) und damit verbunden das Aufschmelzverhalten des Gießpulvers 5, begleitet von einer Krustenbildung 13, beeinflußt werden.
Diese Zusammenhänge machen deutlich, daß für ein optimales Verfahren eine Temperaturmessung und die Temperaturregelung besonders im Gießspiegelbereich 6 von Wichtigkeit sind. Die bisher dargestellten Zusammenhänge zur Beeinflussung des Temperaturfeldes zwischen der Breitseitenkokillenplatte 1 und der Strangschale 9 gelten bisher nur in Gießrichtung 3, bzw. es wird ein identisches Verhalten über die Gießbreite angenommen. Diese Voraussetzung gleicher Gießbedingungen über die Kokillenbreite 26 kann nicht vorausgesetzt werden, da in der Mitte des Brammenstranges 2 bspw. ein Tauchausguss 4 mit der spezifischen Leitfähigkeit von bspw. 10 W / K • m zum Einsatz kommt. Dieser Tauchausguss 4, der bspw. eine äußere Abmessung von 120 mm x 200 mm aufweist, nimmt direkt Einfluß auf den Wärmestrom, womit sich eine Unsymmetrie des Temperaturfeldes und des Wärmestromes etc. über die Kokillenbreiten 30; 31 einstellt.
Figur 2a stellt schematisch die Breitseiten-Kupferplatte 14 mit dem Wasserkasten 16 einer Rechteckkokille dar. Die Fig: 2a zeigt die Ansicht der Breitseitenkokillenplatte 1 und die Fig.2b den Schnitt durch die Breitseitenkupferplatte 14 und den Wasserkasten 16.
Die Breitseitenkupferplatte 14 ist über Spannschrauben 15 auf den Wasserkasten 16 geschraubt. Der Wasserkasten 16 wird im unteren Bereich mit Kühlmedien, vorzugsweise mit Kühlwasser 19, in Menge und Druck über die Einfassleitung 17 versorgt.
Das Kühlwasser 19 ( Fig. 2b) strömt mit einer gewünschten Geschwindigkeit durch Auslassleitungen 20 in Kupferkühlschlitze 21 der Breitseitenkupferplatten 14 kontrolliert in Druck und Menge/Zeit, um dann durch Übergangsöffnungen 22, die gleichförmig über die Breite des Wasserkastens 16 eingebracht sind, in dessen oberen Verteilerraum 23 einzuströmen. Von hier aus wird das Kühlwasser 19 über eine Auslaßleitung 24 dem Kokillenkreislauf, der in Druck und Menge regelbar ist, und der Wasseraufbereitung zugeführt.
Die Fig. 2a gibt die ungleichförmige Temperaturverteilung 25 über die aktive Kokillenbreite 26 zwischen den Schmalseitenplatten 27 wieder. Im Bereich des Tauchausgusses 4 steigt die Kupferplatten-Hauttemperatur an. Dieser partielle Anstieg kann durch die Wassertemperaturmessung 22.1 in den Übergangsöffnungen 22 bei Kenntnis der Wassermenge bestimmt werden. Die absolute Temperatur in der Kokillenhaut 8 und damit das partielle Temperaturprofil 28 über die Kokillenhöhe unter gleichzeitiger Verwendung der partiellen Wärmeströme in den Bereichen 1/1' bis n/n' kann mit Hilfe von zumindest einem Thermoelement 29 in der Kupferplatte 12 bestimmt werden. Vorzugsweise können hier die Thermoelemente 29 einer Durchbruchsicherung verwendet werden. Figur 2 macht die Aufgabenstellung nochmals klar.
In den Figuren 3a - 3c ist die Erfindung für eine Rechteckkokille dargestellt.
Im Fig. 3a ist die Kokillenhauttemperatur des Gießspiegelbereichs 6 in den Bereichen 30 neben dem Tauchausguss 4 der im Tauchausgussbereich in der Kokillenbreite 31 durch Verringerung der partiellen Wassermenge in den Wasserzonen 32 1/1' bis n/n' des Tauchausgusses 30 angeglichen worden sowie das absolute Temperaturniveau auf einen bestimmten Wert eingestellt worden. Die Kombination der Thermoelemente 29, der Wassertemperaturmessung 22.1 und der partiellen Wassermengen in den Wasserzonen 32 erlauben die Kontrolle der Temperaturverteilung 25 über die Kokillenbreite 31 und ihre absolute Höhe.
Die Wassermengen in den jeweiligen Wasserzonen 32 können bspw. durch eine Schieberplatte 33, Fig. 3b, die ein bestimmtes Profil aufweist, das dem Thermoprofil bei konstanter, partieller Wasserkühlung entspricht und die alle Übergangsöffnungen 22 im oberen Verteilerraum 23 des Wasserkastens gleichzeitig erfasst, gesteuert werden.
Im Fig. 3c ist bespw. ein Regelorgan 34 im oberen Verteilerraum 23 des Wasserkastens 16 eingebracht, das den Wasserdurchlass in der Übergangsöffnung 22 regelt. Dieses Regelorgan kann auch im unteren Verteilerraum 18 des Wasserkastens 16 angeordnet sein. (Fig. 2b).
Fig. 4a stellt die Merkmale der Erfindung bei einer Trichterkokille mit einem Eingießtrichter 35 , im Vergleich zum Stand der Technik in der linken Hälfte der Fig. 4a dar.
Auch hier wird bspw. ähnlich wie in Figur 3a das partielle Wasser in den Wasserzonen 32 neben dem Kokillenbreitenbereich 30 des Tauchausgusses 4 unter Berücksichtigung des Gießtrichters 35 mit seiner Umhüllenden 36 partiell erfaßt. Die Wassermengen können gesteuert werden mit der Schieberplatte 33a oder auch pro Übergangsöffnung 22 mit einem Regelventil 34 geregelt werden (Fig. 4d ).
In den Fig. 4b und 4c ist die Schieberplatte 33a über die Kokillenbreite und -dicke und in Fig. 4d das beschriebene Regelventil 34 schematisch dargestellt. Die Fig. 4e stellt den Gießtrichter 35 im Querschnitt dar. In Fig. 4f sind mechanische Einsätze 37 zur Drosselung der Übergangsöffnungen 22 dargestellt, die allerdings kein Steuern oder Regeln der Wassermengen zulassen und nur eine statische Ausführungsform bilden.
Die wesentlichen Merkmale sind in Fig. 5 am Beispiel einer Rechteckkokille, vergleichend mit dem Stand der Technik, dargestellt. Das linke Fig. 5a stellt die sich einstellende Temperaturverteilung 25 der Kupferplatten-Hauttemperatur im Gießspiegelbereich 6 über die Kokillenbreite 30 dar ( siehe auch Fig. 4a). In der rechten Fig. 5b ist die Temperaturverteilung 25 bei Anwendung der Erfindungsmerkmale dargestellt. Es stellt sich eine konstante Temperatur im Gießspiegelbereich 6 und gleichzeitig ein konstantes Temperaturfeld zwischen der Kupferplatte 12 und der Strangschale 9 über die gesamte Kokillenbreite 31 ein. Hierbei kann das absolute Temperaturniveau 38 gleichzeitig in bestimmten Grenzen gewählt werden.
Die verfahrenstechnischen Merkmale werden mit Hilfe der partiellen Wassertemperaturmessung 22.1, der partiellen Temperaturmessung mit den Thermoelementen 29 sowie den partiellen Regelorganen 33 oder 34 zur Wassermengenregelung, die als Kokillenvorrichtungsmerkmale den beschriebenen Regelkreis ermöglichen, eingesetzt, um
  • die Qualität des Brammenstranges 2 zu verbessern und
  • die Gießsicherheit sowie
  • die Lebenszeit der Kupferplatten 12 zu erhöhen.
Bezugszeichenliste
1
Breitseitenkokillenplatte
2
Brammenstrang
3
Gießrichtung
4
Tauchausguss
5
Gießpulver
6
Gießspiegelbereich
7
Isotherme
8
Kokillenhaut
9
Strangschale
10
Feste oder flüssige Gießschlacke
11
Verteilung der Kupferplatten-Hauttemperatur über die Kokillenhöhe
12
Kupferplatte
12a
Kupferplattenoberkante
Q1
Wärmestrom mit Temperatur in der Kokillenhaut 8
Q2
Wärmestrom mit Temperatur in der Kokillenhaut 8
T- Q1
Temperatur der Kupferplatte im Gießspiegelbereich
T- Q2
Temperatur der Kupferplatte im Gießspiegelbereich
13
Krustenbildung des Gießpulvers
14
Breitseitenkupferplatte
15
Spannschrauben
16
Wasserkasten
17
Einlassleitung für Kühlwasser
18
unterer Verteilerraum
19
Kühlwasser
20
Auslassleitungen
Fortsetzung Bezugszeichenliste
21
Kupferkühlschlitze
22
Übergangsöffnungen in den oberen Verteilerraum
22.1
Wassertemperaturmessfühler
23
oberer Verteilerraum
24
Auslassleitung für das Kühlwasser
25
Temperaturverteilung über die Kokillenbreite im Gießspiegelbereich
26
(aktive) Kokillenbreite
27
Schmalseitenplatten
28
partielles Temperaturprofil über die Kokillenbreite
29
Thermoelement in der Kupferplatte
30
Kokillenbreitenbereich neben dem Tauchausguss
31
Kokillenbreite im Tauchausgussbereich
32
Wasserzonen 1/1' bis 5/5' (n / n')
33
Regelorgan
33a
Schieberplatte
34
Regelventil
35
Gießtrichter
36
Umhüllende des Gießtrichters
37
mechanischer Einsatz in der Übergangsöffnung
38
absolutes Temperaturniveau in der Kupferplatte im Gießspiegelbereich

Claims (7)

  1. Verfahren zum Erzeugen von Brammensträngen (2), insbesondere aus Stahl, durch eine Plattenkokille, die aus wassergekühlten, verstellbaren Schmalseitenkokillenplatten (27), die zwischen wassergekühlten Breitseitenkokillenplatten (1) eingeklemmt werden, besteht, wobei das Gießen durch einen Tauchausguss (4) erfolgt, bei Einsatz von Gießpulver (5) zum Bilden von Gießschlacke (10) und Oszillieren der Plattenkokille, Messen der Temperaturen in den Breitseitenkokillenplatten (1) und Regeln der Temperaturen in Einlass-bzw. Auslass-Leitungen (17; 20) für das Kühlwasser (19),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturverteilung (25) der Kupferplatten-Hauttemperatur zumindest über die Kokillenbreite (31) im Gießspiegelbereich (6) dahingehend gemessen wird, dass über die Temperaturmessfühler (22.1) und zumindest einem Thermoelement (29) partielle Wärmestromprofile (Q1; Q2 ) und /oder Temperaturprofile(28) über die Kokillenhöhe erstellt werden und dass die geforderte Temperaturverteilung (25) über die Kokillenbreite (31) im Gießspiegelbereich (6) in Übergangsöffnungen (22) zwischen Kupferkühlschlitzen (21) und einem oberen Verteilerraum (23) des Wasserkastens (16) eingestellt und während des Gießprozesses kontrolliert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass über die Kokillenbreite (25) die partiellen und / oder über die Kokillenhöhe integrale Wärmestromprofile gemessen werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß über die Kokillenbreite (26) diskrete Temperaturmessungen zur Bestimmung der Temperatur der Kokillenhaut (8) auf der dem Stahl zugewandten Seite durchgeführt werden.
  4. Stranggießkokille zur Erzeugung von Brammensträngen (2), insbesondere aus Stahl, als Plattenkokille, die aus wassergekühlten, verstellbaren Schmalseitenkokillenplatten (27), die zwischen wassergekühlte Breitseitenkokillenplatten (1) eingeklemmt sind, besteht, wobei der flüssige Stahl mittels eines Tauchausgusses (4) eingeleitet wird, unter Einsatz von Gießpulver (5) zur Bildung von Gießschlacke (10), mit einer Oszillationseinrichtung, Wassertemperatur-Messfühler (22.1) und Regelorganen (33; 34), in Einlass- bzw. Auslassleitungen (17; 20) für das Kühlwasser (19),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wassertemperatur-Messfühler (22.1) über die Kokillenbreite (31) in Übergangsöffnungen (22) zwischen Kupferkühlschlitzen (21) und einem oberen Verteilerraum (23) des Wasserkastens (16) angeordnet sind und dass zumindest ein Thermoelement (29) in der Breitseitenkokillenplatte (1) eingebaut ist, mit denen über die Kokillenbreite partielle Wärmestrompröfile und/oder Temperaturprofile (28) über die Kokillehöhe erstellbar sind, und dass die Regelorgane (33; 34) angeordnet, im oberen Verteilerraum (23) des Wasserkastens (16), zur partiellen Kontrolle des Kühlwassers (19) in seiner Durchflußmenge über die partiell erstellten Wärmestromprofile und/oder Temperaturprofile (28) über die Kokillenhöhe steuerbar sind.
  5. Stranggießkokille nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß weitere Thermoelemente (29) in den Schmalseitenkokillenplatten (27) und / oder in den Breitseitenkokillenplatten (1) eingebaut sind.
  6. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Regelventils (34) eine Schieberplatte (33a) zur Steuerung der Kühlwassermengen eingesetzt wird.
  7. Stranggießkokille nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß zu einer Voreinstellung der Wassermengen an den Übergangsöffnungen (22) mechanische Einsätze (37) eingesetzt sind.
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