EP1272299A1 - Automatic start method and device for continuous casting systems - Google Patents

Automatic start method and device for continuous casting systems

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Publication number
EP1272299A1
EP1272299A1 EP01927838A EP01927838A EP1272299A1 EP 1272299 A1 EP1272299 A1 EP 1272299A1 EP 01927838 A EP01927838 A EP 01927838A EP 01927838 A EP01927838 A EP 01927838A EP 1272299 A1 EP1272299 A1 EP 1272299A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
distributor
time
casting
steel
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01927838A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Fritz-Peter Pleschiutschnigg
Dieter Alfermann
Tilmann BÖCHER
Erwin Wosch
Stephan Feldhaus
Dieter Stalleicken
Michael Vonderbank
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10114348A external-priority patent/DE10114348A1/en
Application filed by SMS Demag AG filed Critical SMS Demag AG
Publication of EP1272299A1 publication Critical patent/EP1272299A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/161Controlling or regulating processes or operations for automatic starting the casting process

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the automatic casting of continuous casting plants, preferably for casting strand thicknesses between 10 and 150 mm and widths up to 3,500 mm using a mold level control and a closure system, consisting of a slide system or preferably a plug system.
  • a mold level control and a closure system consisting of a slide system or preferably a plug system.
  • continuous casting plants with an oscillating mold have developed into high-performance plants that are designed for casting speeds of up to 10 m / min.
  • the thin slab plants with a casting thickness in the mold of 40 - 150 mm and a width of 800 - 3,500 mm are particularly worth mentioning here.
  • a funnel mold (patent DE 3400220) makes it necessary that even the filling of the mold from the opening of the distributor to the departure of the slab from the mold with the subsequent reproducible start-up strategy up to the target speed of e.g. B. 6 m / min reproducible.
  • BESTATIGUNGSKOPIE travel of the mold bottom with the start-up strand or the slab should be between 10 - 20 seconds.
  • the heat balance in the distributor (3) essentially depends on the distributor temperature TT and the residence time tT (5). Is the preheating temperature TT (4.1) z. B. 1200 ° C instead of 300 ° C (4.2), the pre-solidification (9) on the inner distributor wall (6.1), which consists of refractory bricks and is carried by the steel jacket (6.2), is greater during the casting process. This pre-solidification effect also occurs at the stopper (7) and stopper seat (8.1), which forms the inlet of the immersion spout (8), and leads to the disturbance of a uniform steel flow according to the valve characteristic curve, which is determined by the stopper position and the stopper seat.
  • FIG. 2 shows a better insight into the pouring disturbance at the stopper seat (8.1).
  • the pre-solidification (9) on the plug seat and on the plug (7) itself is shown here.
  • the pre-solidification (9) blocks the uniform steel flow according to the mass flow characteristic of the valve seat, consisting of the plug (7) and the plug seat (8.1) of the immersion spout (8).
  • FIG. 2 also makes it clear that the material of the immersion spout (8) and the stopper (7) has a higher thermal conductivity of approx. 10 W / K • m than that of the normal refractory material (6.1) of the distributor with one Has a conductivity of approx. 3 W / mK, which means that the pre-solidification at the plug seat is more pronounced than that in the distributor.
  • a further intensifying influence on the pre-solidification (9) and thus on the disruption of the start-up process occurs with a shorter preheating time tT (5), since the temperature gradient in the distributor wall at the time of sprinkling between hot face (6.1.2) and cold , face (6.2.1) of the steel armor (6.2) with a shorter preheating time and vice versa.
  • the steel temperature in the pan also increases, for example determined by the temperature at which the steel is discharged, TLF (11) at the end of the ladle metallurgical treatment, e.g. B. on the pan oven (2), influence.
  • the shape of the distributor and the distributor volume ie both the ratio of the distributor surface to the distributor volume and the ladle pouring capacity, are important for the strength of the pre-solidification at the plug seat.
  • these influencing variables are to be regarded as constant plant data and are not of direct influence for optimal process control 'online'.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus that a desired casting time in the window of z. B. 10 - 20 sec using a mold level control (10), a sprue strategy (10.1), the strand drives (10.2) and the stopper or slide valve position (10.3).
  • Figure 1 shows the influencing variables on the heat balance of the steel, for example, between the ladle furnace and the casting start in a predetermined time window of 10-20 seconds.
  • FIG. 2 shows the pre-solidification, for example at the stopper of an immersion nozzle, without (a) and with (b) molding the pre-solidification.
  • FIG. 3 shows the functional relationship, for example in the form of a mathematical product, between the filling time of the coconut and process-technical influencing variables for different internal manifold wall temperatures.
  • FIG. 4 shows, by way of example for a planned filling time and for a predetermined steel temperature in the pan and a distributor preheating time, the desired distributor weight, at which the stopper is to be opened, for different distributor skin temperatures.
  • Figure 1 shows the influencing variables between the ladle furnace (2) and the plug seat (8.1) on the pre-solidification and thus on the casting process in the continuous casting mold (13).
  • the distributor steel weight WT (14) is a process parameter that breaks through the pre-solidification when the distributor is opened and flushes the valve position between the plug (7) and the plug seat (8.1).
  • partial solidification (9) is shown schematically in partial image a), which represents an uncontrolled mass around the stopper.
  • Sub-picture b) shows the situation after the pre-solidification (9.1) has been molded in, for example by quickly opening and closing the plug at least once before starting the start-up strategy.
  • the uncontrolled pre-solidification consisting of crystals and melt (steel sponge filled with melt)
  • FIG. 3 shows the functional relationship between the filling time (15) and, for example, the product * the temperature at which the steel is delivered to the ladle furnace T • LF (11),
  • FIG. 4 represents a table which ultimately makes the level of the invention clear.
  • the examples clearly show that for a given steel temperature T • LF (11) and distributor preheating time t • T (5) immediately before opening the pan for a desired filling time t • M (15) of, for example, 14 or 10 seconds, the corresponding degree of filling is expressed can be determined as distribution steel weight (14) or ferro-static pressure (14.1), 'online' using a mathematical function to ensure the desired filling time.

Landscapes

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

Abstract

The invention relates to an automatic start method for continuous casting systems, preferably for strand thicknesses of 10 -150 mm and widths of up to 3.500 mm by regulating the casting level and by means of a closure system consisting of a slider system or a stopper system. In order to automatically start the continuous casting system, the following process data is detected: the temperature of the steel at the end of the treatment thereof in the secondary metallurgic range, T.LF (11); the heating-up time of the distributor before casting begins, t.T0,5 (5.1); the inner distributor temperature after the distributor has been pre-heated, W.T (14), T.T (4); the weight of the steel in the distributor at the moment when the distributor is opened for casting to begin; the time required to fill the permanent mold, the time between the moment the permanent mold is opened and the strand (15) is removed; formation of a functional context for the product of T.LF (11), t.T0,5 (5.1), W.T (14), for example; formation of the functional relationship between filling time (15) and the product from ((11) (5.1) (14)); establishment of the desired filling time (15) for all successive castings and determination of the weight of the steel in the distributor equivalent to the desired filling time when the temperature of the steel T.LF (11) is set in an uncontrolled manner; pre-heating time of the distributor t.T (5) and distributor temperature T.T (4) directly before the kettle is opened in order to fill the distributor.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Start von StranggießanlagenMethod and device for automatically starting continuous casting plants
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Angießen von Stranggießanlagen, vorzugsweise zum Gießen von Strangdicken zwischen 10 und 150 mm und Breiten bis zu 3.500 mm unter Verwendung einer Gießspiegelregelung und eines Verschlußsystems, bestehend aus einem Schiebersystem oder vorzugsweise Stopfensystem. Stranggießanlagen mit oszillierender Kokille entwickelten sich in den letzten Jahren zu Hochleistungsanlagen, die mit Gießgeschwindigkeiten von bis zu 10 m/min ausgelegt sind. Hier sind besonders die Dünnbrammenanlagen mit einer Gießdicke in der Kokille von 40 - 150 mm und einer Breite von 800 - 3.500 mm zu nennen.The invention relates to a method and a device for the automatic casting of continuous casting plants, preferably for casting strand thicknesses between 10 and 150 mm and widths up to 3,500 mm using a mold level control and a closure system, consisting of a slide system or preferably a plug system. In the past few years, continuous casting plants with an oscillating mold have developed into high-performance plants that are designed for casting speeds of up to 10 m / min. The thin slab plants with a casting thickness in the mold of 40 - 150 mm and a width of 800 - 3,500 mm are particularly worth mentioning here.
Diese Anlagen machen einen automatischen Start mehr und mehr notwendig, da der Strang ein reproduzierbares und minimiertes Anfahrstück, das in der Regel abgewertet wird, aufweisen muß. Außerdem, bedingt durch den direkten Verbund der Stranggießanlage mit dem Walzprozeß - hier sei die CSP-Anlage (Compact Strip Production) beispielhaft genannt - ist die Strangqualität zu ma- ximieren und das abzuwertende Material zu minimieren, da der Prozeßverbund in einer Hitze ein 'Putzen' der Brammen nicht möglich macht.These systems make an automatic start more and more necessary, since the line must have a reproducible and minimized starting piece, which is usually devalued. In addition, due to the direct connection of the continuous casting plant with the rolling process - here the CSP plant (Compact Strip Production) is mentioned as an example - the strand quality must be maximized and the material to be depreciated minimized, since the process compound is cleaned in one heat 'which does not make slabs possible.
Darüber hinaus macht eine Trichterkokille (Patent DE 3400220) es notwendig, daß selbst das Auffüllen der Kokille vom Öffnen des Verteilers bis zur Abfahrt der Bramme aus der Kokille mit der sich anschließenden reproduzierbaren Anfahrstrategie bis auf die Soll-Geschwindigkeit von z. B. 6 m/min reproduzierbar abläuft.In addition, a funnel mold (patent DE 3400220) makes it necessary that even the filling of the mold from the opening of the distributor to the departure of the slab from the mold with the subsequent reproducible start-up strategy up to the target speed of e.g. B. 6 m / min reproducible.
Beim Gießen von Dünnbrammen mit und ohne (parallele Breitseitenwände) Trichter in der Kokille sollte der Anfahrvorgang (Öffnen des Verteilers bis Ab-When pouring thin slabs with and without (parallel broad side walls) funnels in the mold, the start-up process (opening the distributor until
BESTATIGUNGSKOPIE fahrt des Kokillenbodens mit dem Anfahrstrang bzw. der Bramme) zwischen 10 - 20 sec betragen.BESTATIGUNGSKOPIE travel of the mold bottom with the start-up strand or the slab) should be between 10 - 20 seconds.
Um dieses Zeitfenster, das durch metallurgische Bedingungen in der Kokille vorgegeben ist, mit einer Anfahrstrategie, die sich auf der Messung der Gießspiegelposition unter Verwendung einer Gießspiegelregelung (10) während des Füllens der Kokille stützt (Figur 1 ), zu treffen, ist der Wärmehaushalt des Stahles in der Pfanne (1 ) auf seiner Reise vom Pfannenofen (2) zum Stranggießverteiler (3) sowie im Verteiler (3) selber aus kinetischer und nicht nur aus thermodynamischer Sicht zu erfassen.In order to meet this time window, which is predetermined by metallurgical conditions in the mold, with a starting strategy that is based on the measurement of the mold level position using a mold level control (10) during the filling of the mold (FIG. 1), the heat balance of the To detect steel in the pan (1) on its journey from the pan furnace (2) to the continuous casting distributor (3) and in the distributor (3) itself from a kinetic and not only from a thermodynamic point of view.
Der Wärmehaushalt im Verteiler (3) hängt im wesentlichen von der Verteilertemperatur TT und der Verweilzeit tT (5) ab. Beträgt die Vorheiztemperatur TT (4.1 ) z. B. 1.200 °C statt 300 °C(4.2), so ist die Vorerstarrung (9) an der inneren Verteilerwand (6.1), die aus Feuerfeststeinen besteht und getragen wird vom Stahlmantel (6.2), während des Angießvorganges größer. Dieser Vorerstarrungseffekt tritt ebenfalls am Stopfen (7) und Stopfensitz (8.1 ), der den Eintritt des Tauchausgusses (8) bildet, auf und führt zur Störung eines gleichförmigen Stahlflusses entsprechend der Ventilkennlinie, die von der Stopfenstellung und dem Stopfensitz bestimmt wird.The heat balance in the distributor (3) essentially depends on the distributor temperature TT and the residence time tT (5). Is the preheating temperature TT (4.1) z. B. 1200 ° C instead of 300 ° C (4.2), the pre-solidification (9) on the inner distributor wall (6.1), which consists of refractory bricks and is carried by the steel jacket (6.2), is greater during the casting process. This pre-solidification effect also occurs at the stopper (7) and stopper seat (8.1), which forms the inlet of the immersion spout (8), and leads to the disturbance of a uniform steel flow according to the valve characteristic curve, which is determined by the stopper position and the stopper seat.
Einen besseren Einblick in die Gießstörung am Stopfensitz (8.1) gibt die Figur 2 wieder. Hier ist die Vorerstarrung (9) am Stopfensitz und am Stopfen (7) selber dargestellt. Beim Öffnen des Stopfens versperrt die Vorerstarrung (9) den gleichförmigen Stahlstrom entsprechend der Massenstrom-Kennlinie des Ventilsitzes, bestehend aus Stopfen (7) und Stopfensitz (8.1 ) des Tauchausgusses (8).Figure 2 shows a better insight into the pouring disturbance at the stopper seat (8.1). The pre-solidification (9) on the plug seat and on the plug (7) itself is shown here. When the plug opens, the pre-solidification (9) blocks the uniform steel flow according to the mass flow characteristic of the valve seat, consisting of the plug (7) and the plug seat (8.1) of the immersion spout (8).
Außerdem macht die Figur 2 auch deutlich, daß das Material des Tauchausgusses (8) sowie des Stopfens (7) eine höhere Wärmeleitfähigkeit von ca. 10 W/K • m als das des normalen Feuerfestmaterials (6.1 ) des Verteilers mit einer Leitfähigkeit von ca. 3 W/mK aufweist, wodurch sich die Vorerstarrung am Stopfensitz gegenüber der im Verteiler verstärkt ausbildet.In addition, FIG. 2 also makes it clear that the material of the immersion spout (8) and the stopper (7) has a higher thermal conductivity of approx. 10 W / K • m than that of the normal refractory material (6.1) of the distributor with one Has a conductivity of approx. 3 W / mK, which means that the pre-solidification at the plug seat is more pronounced than that in the distributor.
Einen weiteren verstärkenden Einfluß auf die Vorerstarrung (9) und damit auf die Störung des Anfahrvorganges tritt mit kürzer werdender Vorheizzeit tT (5) auf, da der Temperaturgradient in der Verteilerwand zum Zeitpunkt des Angie- ßens zwischen hot face (6.1.2) und cold. face (6.2.1) des Stahlpanzers (6.2) mit kürzerer Vorheizzeit größer wird und umgekehrt.A further intensifying influence on the pre-solidification (9) and thus on the disruption of the start-up process occurs with a shorter preheating time tT (5), since the temperature gradient in the distributor wall at the time of sprinkling between hot face (6.1.2) and cold , face (6.2.1) of the steel armor (6.2) with a shorter preheating time and vice versa.
Neben diesen Einflüssen auf die Vorerstarrung am Stopfen (7) und am Stopfensitz (8.1) nimmt natürlich auch die Stahltemperatur in der Pfanne, beispielsweise bestimmt durch die Abgabetemperatur, TLF (11) des Stahles am Ende der pfannenmetallurgischen Behandlung, z. B. am Pfannenofen (2), Einfluß.In addition to these influences on the pre-solidification on the stopper (7) and on the stopper seat (8.1), the steel temperature in the pan also increases, for example determined by the temperature at which the steel is discharged, TLF (11) at the end of the ladle metallurgical treatment, e.g. B. on the pan oven (2), influence.
Darüber hinaus ist die Verteilerform und das Verteilervolumen, also sowohl das Verhältnis der Verteileroberfläche zum Verteilervolumen als auch die Pfannen- gießleistung, von Bedeutung für die Stärke der Vorerstarrung am Stopfensitz. Diese Einflußgrößen sind aber als konstante Anlagendaten anzusehen und für eine optimale Prozeßführung 'online' nicht von direktem Einfluß.In addition, the shape of the distributor and the distributor volume, ie both the ratio of the distributor surface to the distributor volume and the ladle pouring capacity, are important for the strength of the pre-solidification at the plug seat. However, these influencing variables are to be regarded as constant plant data and are not of direct influence for optimal process control 'online'.
Diese Störung des Gießstartes durch die unkontrollierte Vorerstarrung, die im wesentlichen vonThis disruption of the casting start due to the uncontrolled pre-solidification, which is essentially of
* der Stahltemperatur bei Abgabe am Ende der pfannenmetallurgischen Behandlung, * the steel temperature at the end of the ladle metallurgical treatment,
* der Vorheizzeit des Verteilers und* the preheating time of the distributor and
* der Vorheiztemperatur des Verteilers* the preheating temperature of the distributor
abhängt, führt häufig zu Störungen und damit zum Abbruch des Angießvorganges, häufig begleitet durch einen Kokillenüberlauf mit anschließendem Durchbruch der Strangschale. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die unabhängig von der Stärke der Vorerstarrung eine gewünschte Angießzeit in dem Fenster von z. B. 10 - 20 sec unter Verwendung einer Gießspiegelregelung (10), einer Angießstrategie (10.1 ), der Strangantriebe (10.2) und der Stopfen- oder Schieberventilstellung (10.3) ermöglichen.depends, often leads to malfunctions and thus to the termination of the casting process, often accompanied by a mold overflow with subsequent breakthrough of the strand shell. The invention has for its object to provide a method and an apparatus that a desired casting time in the window of z. B. 10 - 20 sec using a mold level control (10), a sprue strategy (10.1), the strand drives (10.2) and the stopper or slide valve position (10.3).
Eine unerwartete, für den Fachmann nicht selbstverständliche Lösung der Aufgabe ist in den Patentansprüchen beschrieben und wird mit Hilfe der Figuren 1 bis 4 beispielhaft näher beschrieben.An unexpected solution to the problem, which is not a matter of course for a person skilled in the art, is described in the patent claims and is described in more detail by way of example with the aid of FIGS. 1 to 4.
Figur 1 stellt die Einflußgrößen auf den Wärmehaushalt des Stahles beispielhaft zwischen dem Pfannenofen und dem Gießstart in einem vorbestimmten Zeitfenster von 10 - 20 sec dar.Figure 1 shows the influencing variables on the heat balance of the steel, for example, between the ladle furnace and the casting start in a predetermined time window of 10-20 seconds.
Figur 2 gibt die Vorerstarrung beispielsweise am Stopfensitz eines Tauchausgusses ohne (a) und mit (b) Einformen der Vorerstarrung wieder.FIG. 2 shows the pre-solidification, for example at the stopper of an immersion nozzle, without (a) and with (b) molding the pre-solidification.
Figur 3 stellt den funktionalen Zusammenhang, beispielsweise in Form eines mathematischen Produktes, zwischen der Auffullzeit der Kokilie und verfahrenstechnischen Einflußgrößen für unterschiedliche innere Verteilerwandtemperaturen dar.FIG. 3 shows the functional relationship, for example in the form of a mathematical product, between the filling time of the coconut and process-technical influencing variables for different internal manifold wall temperatures.
Figur 4 stellt beispielhaft für eine geplante Auffullzeit und für eine vorgegebene Stahltemperatur in der Pfanne und eine Verteilervorheizzeit das anzustrebende Verteilergewicht, bei dem der Stopfen zu öffnen ist, für unterschiedliche Verteilerhauttemperaturen dar.FIG. 4 shows, by way of example for a planned filling time and for a predetermined steel temperature in the pan and a distributor preheating time, the desired distributor weight, at which the stopper is to be opened, for different distributor skin temperatures.
Figur 1 stellt die Einflußgrößen zwischen dem Pfannenofen (2) und dem Stopfensitz (8.1) auf die Vorerstarrung und damit auf den Angießvorgang in der Stranggießkokille (13) dar. Einen verstärkenden Einfluß auf die Vorerstarrung (9) am Stopfen (7) und Stopfensitz (8.1 ) des Tauchausgusses (8) nehmenFigure 1 shows the influencing variables between the ladle furnace (2) and the plug seat (8.1) on the pre-solidification and thus on the casting process in the continuous casting mold (13). Have a reinforcing influence on the pre-solidification (9) on the stopper (7) and stopper seat (8.1) of the immersion nozzle (8)
* eine geringere Stahltemperatur, TLF (11 ) am Pfannenofen (2), * a lower steel temperature, TLF (11) on the ladle furnace (2),
* eine geringere Verteilertemperatur im Inneren (4.1) an der Feuerfesthaut (6.1.2) bzw. außen am Verteilerpanzer (6.2) als Hauttemperatur (cold face) (6.2.1) am Ende der Verteilervorheizzeit tT (5) im Verteilerheizstand (5.2) und * a lower manifold temperature inside (4.1) on the refractory skin (6.1.2) or outside on the manifold shell (6.2) than skin temperature (cold face) (6.2.1) at the end of the manifold preheating time tT (5) in the manifold heating station (5.2) and
* geringere Verteileraufheizzeiten tT (5) am Verteileraufheizstand (8.2) unter Verwendung eines Brenners (8.2.1) oder eines Ofens (8.2.2).* shorter manifold heating times tT (5) at the manifold heating station (8.2) using a burner (8.2.1) or an oven (8.2.2).
Das Verteilerstahlgewicht WT (14) dagegen ist ein Verfahrensparameter, der die Vorerstarrung beim Öffnen des Verteilers durchbricht und die Ventilstellung zwischen Stopfen (7) und Stopfensitz (8.1 ) freispült. Je größer die Vorerstarrung (9) ausgebildet ist, desto höher muß der Druck (14.1 ) bzw. das Verteilerstahlgewicht (14) beim Öffnen des Stopfens unter Beibehaltung der Ventilöffnung und gleicher Füllzeit sein.The distributor steel weight WT (14), on the other hand, is a process parameter that breaks through the pre-solidification when the distributor is opened and flushes the valve position between the plug (7) and the plug seat (8.1). The larger the pre-solidification (9), the higher the pressure (14.1) or the distribution steel weight (14) when opening the stopper while maintaining the valve opening and the same filling time.
In Figur 2 ist im Teilbild a) die Vorerstarrung (9) schematisch gezeigt, die eine unkontrollierte Masse rund um den Stopfen darstellt. Im Teilbild b) ist die Situation nach dem Einformen der Vorerstarrung (9.1 ) durch ein beispielsweise mindestens einmaliges schnelles Öffnen und Schließen des Stopfens vor dem Start der Anfahrstrategie dargestellt. Durch diese Maßnahme ist die unkontrollierte Vorerstarrung, bestehend aus Kristallen und Schmelze (Stahlschwamm gefüllt mit Schmelze), zu einem temporären Ventilsitz eingeformt, der zu einem gleichförmigeren Stahlfluß beim Angießen führt und den Angießprozeß sicherer macht.In Figure 2, partial solidification (9) is shown schematically in partial image a), which represents an uncontrolled mass around the stopper. Sub-picture b) shows the situation after the pre-solidification (9.1) has been molded in, for example by quickly opening and closing the plug at least once before starting the start-up strategy. As a result of this measure, the uncontrolled pre-solidification, consisting of crystals and melt (steel sponge filled with melt), is molded into a temporary valve seat, which leads to a more uniform steel flow during casting and makes the casting process safer.
Figur 3 stellt den funktionalen Zusammenhang dar zwischen der Auffullzeit (15) und beispielsweise dem Produkt aus * der Abgabetemperatur des Stahles am Pfannenofen T • LF (11 ),FIG. 3 shows the functional relationship between the filling time (15) and, for example, the product * the temperature at which the steel is delivered to the ladle furnace T • LF (11),
* der Wurzel aus der Aufheizzeit des Verteilers t • T (5.1 ) und* the root of the heating up time of the distributor t • T (5.1) and
* dem Stahlgewicht im Verteiler W • T (14) zum Zeitpunkt der Öffnung des Verteilers* the steel weight in the distributor W • T (14) at the time the distributor was opened
für unterschiedliche Verteilerhauttemperaturen T • T (4.1 ) und (4.2).for different distribution skin temperatures T • T (4.1) and (4.2).
Diese Funktion ist im wesentlichen gültig für folgende Randbedingungen wieThis function is essentially valid for the following boundary conditions such as
* eine konstante Zeit zwischen Abgabe des Stahles am Pfannenofen (2) und dem Öffnen der Pfanne,* a constant time between the delivery of the steel to the ladle furnace (2) and the opening of the ladle,
* eine konstante Zeit zwischen Ende des Vorheizens am Vorheizstand (5.2) und dem Öffnen des Verteilers, * a constant time between the end of preheating at the preheating station (5.2) and the opening of the distributor,
* eine konstante Gießleistung der Pfanne beim Füllen des Verteilers, * constant pouring performance of the pan when filling the distributor,
* eine konstante und definierte Verteilerausmauerung sowie* a constant and defined distributor lining as well
* eine vorgegebene Verteilerform und Kapazität.* a given distribution form and capacity.
Figur 4 stellt eine Tabelle dar, die letztlich die Erfindungshöhe deutlich macht. Die Beispiele zeigen deutlich, daß bei vorgegebener Stahltemperatur T • LF (11 ) und Verteilervorheizzeit t • T (5) unmittelbar vor dem Öffnen der Pfanne für eine gewünschte Auffullzeit t • M (15) von beispielsweise 14 oder 10 sec der entsprechende Füllgrad, ausgedrückt als Verteilerstahlgewicht (14) oder fer- rostatischer Druck (14.1), 'online' über eine mathematische Funktion bestimmt werden kann, um die gewünschte Auffüllzeit sicherzustellen.FIG. 4 represents a table which ultimately makes the level of the invention clear. The examples clearly show that for a given steel temperature T • LF (11) and distributor preheating time t • T (5) immediately before opening the pan for a desired filling time t • M (15) of, for example, 14 or 10 seconds, the corresponding degree of filling is expressed can be determined as distribution steel weight (14) or ferro-static pressure (14.1), 'online' using a mathematical function to ensure the desired filling time.
Die Tabelle macht deutlich, daß bei einer Verteilerhauttemperatur von 1.200 °C (4.1 ) sich eine Angießzeit t • M bzw. Auffullzeit (15) von * 14 sec bei 18,2 t undThe table makes it clear that at a distributor skin temperature of 1200 ° C (4.1) a pouring time t • M or filling time (15) of * 14 sec at 18.2 t and
* 10 sec bei 19,6 t* 10 sec at 19.6 t
bzw. von 1.300 °C (4.2) sich eine Auffullzeit (15) vonor from 1,300 ° C (4.2) a filling time (15) of
* 14 sec bei 13,8 t und* 14 sec at 13.8 t and
* 10 sec bei 15,5 t* 10 sec at 15.5 t
einstellt.established.
Dieser dargestellte Zusammenhang macht es nun möglich, unabhängig von der Stahltemperatur (11) sowie der Aufheizzeit des Verteilers (5), die im Betrieb Schwankungen unterliegen, den Angießvorgang durch die Bestimmung des entsprechenden Verteilerstahlgewichtes zu kontrollieren und damit völlig zu automatisieren.This depicted relationship now makes it possible, independently of the steel temperature (11) and the heating-up time of the distributor (5), which are subject to fluctuations in operation, to control the casting process by determining the corresponding distributor steel weight and thus to fully automate it.
Neben diesen genannten Einflußgrößen können auch andere energetisch relevante Einflußgrößen (21 ), beispielsweise die nach dem Vorheizen im Verschleißfutter (6.1.1 ), das beispielsweise in Form von Spritzmasse auf das Dauerfutter (6.1 ) aufgebracht ist, verbleibende Restfeuchte bzw. Restflüchtige (offenes Wasser, Kristallwasser und/oder organische Flüchtige), die Vorerstarrung (9) ebenfalls quantitativ beeinflussen. In addition to these influencing variables mentioned, other energetically relevant influencing variables (21), for example the residual moisture or residual volatile (open water) after preheating in the wear lining (6.1.1), which is applied to the permanent lining (6.1) in the form of spray compound, for example , Water of crystallization and / or organic volatiles), also influence the pre-solidification (9) quantitatively.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum automatischen Angießen von Stranggießanlagen, vorzugsweise zum Gießen von Strangdicken zwischen 10 und 150 mm und Breiten bis zu 3.500 mm unter Verwendung einer Gießspiegelregelung und eines Verschlußsystems, bestehend aus einem Schiebersystem oder vorzugsweise Stopfensystem, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dem automatischen Start die Erfassung folgender Prozeßdaten:1. A method for the automatic casting of continuous casting plants, preferably for casting strand thicknesses between 10 and 150 mm and widths up to 3,500 mm using a mold level control and a closure system, consisting of a slide system or preferably plug system, characterized in that the automatic start the detection of the following process data:
* Stahltemperatur am Ende der Stahlbehandlung im sekundärmetallurgischen Bereich, T • LF (11 )* Steel temperature at the end of steel treatment in the secondary metallurgical area, T • LF (11)
* Aufheizzeit des Verteilers vor dem Gießbeginn, t • T0,5 (5.1 )* Heating time of the distributor before the start of casting, t • T 0.5 (5.1)
* innere Verteilerwandtemperatur nach dem Vorheizen des Verteilers, W • T (14), T . T (4)* internal manifold wall temperature after preheating the manifold, W • T (14), T. T (4)
* Stahlgewicht im Verteiler zum Zeitpunkt des Offnens des Verteilers für den Gießbeginn* Steel weight in the manifold at the time the manifold is opened to start casting
* Füllzeit der Kokille, Zeit zwischen Öffnen der Kokille und Abfahren des Stranges (15)* Filling time of the mold, time between opening the mold and running off the strand (15)
* Bildung eines funktionalen Zusammenhanges beispielsweise des Produktes aus T • LF (11 ), t • T0'5 (5.1 ), W • T (14)* Forming a functional relationship, for example, of the product from T • LF (11), t • T 0 ' 5 (5.1), W • T (14)
* Bildung der Funktion zwischen der Auffullzeit (15) und dem Produkt aus ((11 ) (5.1 ) (14))* Form the function between the fill time (15) and the product from ((11) (5.1) (14))
* Festlegung der gewünschten Auffullzeit (15) bei allen folgenden Güssen und Bestimmung des der gewünschten Auffullzeit äquivalenten Verteilerstahlgewichtes bei sich unkontrolliert einstellender Stahltemperatur T • LF (11 ), Verteilervorheizzeit t • T (5) und Verteilertemperatur T • T (4) unmittelbar vor dem Öffnen der Pfanne zum Füllen des Verteilers zugrundegelegt wird.* Determination of the desired filling time (15) for all subsequent castings and determination of the distributor steel weight equivalent to the desired filling time with an uncontrolled setting of the steel temperature T • LF (11), distributor preheating time t • T (5) and distributor temperature T • T (4) is used immediately before opening the pan to fill the distributor.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß mit einer oszillierenden Kokille gegossen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that casting is carried out with an oscillating mold.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorerstarrung durch ein mindestens einmaliges schnelles Öffnen und Schließen im Bereich des Stopfensitzes eingeformt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pre-solidification is formed by at least one quick opening and closing in the area of the plug seat.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Dünnbrammenanlage mit einer Gießgeschwindigkeit von max.12 m/min stranggegossen wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that continuous casting is carried out on a thin slab system with a casting speed of max. 12 m / min.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Funktion die Transportzeiten der Pfanne von der Abgabe Pfannenofen (2) bis zum Öffnen der Pfanne sowie des Verteilers zwischen Aufheizstand und dem Öffnen des Verteilers berücksichtigt werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the transport times of the pan from the delivery pan oven (2) to the opening of the pan and the distributor between the heating level and the opening of the distributor are taken into account to determine the function.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestimmung der Funktion die Außenhauttemperatur des Verteilers (6.2.1) ermittelt und berücksichtigt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the outer skin temperature of the distributor (6.2.1) is determined and taken into account when determining the function.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Berechnung der Funktion Auffullzeit (15) neben den Verfahrensgrößen Pfannenstahltemperatur (11 ), Verteileraufheizzeit (5), Verteilerinnentemperatur (4) und Verteilerstahlgewicht TW (14) auch andere energetisch relevanten Einflußgrößen (21) wie beispielsweise der nach dem Vorheizen in der Feuerfestwand (6.1) und der Spritzmasse (6.1.1) verbleibende Restwassergehalt und/oder der Gehalt an Restflüchtigen, eingebracht über die Verteilerspritzmasse (6.1.1) im Online'-Rechner (20) über die mathematische Auflösung erfaßt werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that when calculating the fill time function (15) in addition to the process parameters ladle steel temperature (11), manifold heating time (5), manifold internal temperature (4) and manifold steel weight TW (14), there are also other energetically relevant influencing variables (21) such as those after preheating in the refractory wall (6.1) and the spray mass (6.1.1) remaining residual water content and / or the content of residual volatiles introduced via the distributor spray mass (6.1.1) can be recorded in the online computer (20) via the mathematical resolution.
8. Vorrichtung zur Erzeugung von Brammmen einer Dicke zwichen 10 und 150 mm und einer Breite von bis zu 3,5 m unter Verwendung einer Gießspiegelregelung (10) verbunden mit dem Strangantrieb (10.2) und dem Durchflußventil, vorzugsweise ein Stopfen (10.3), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturmeßvorrichtung am Ende der Stahlbehandlung (11.1) angeordnet ist sowie ein Meßsystem zur Zeiterfassung des Verteileraufheizvorganges (5.3), ein Meßsystem zur Bestimmung des Verteilerstahlgewichtes während des Füllvorganges des Verteilers (14.2), ein Meßsystem zur Zeiterfassung vom Start des Füllvorganges der Kokille (13) bis zum Abzug des Stranges (15.1) aus der Kokille und ein Rechnersystem (20) zur Online'-Bestimmung des Verteilergewichtes (14) zur Sicherstellung der Angießzeit (15) unter Berücksichtigung mindestens der Verteilertemperatur (11) und der Verteileraufheizzeit (5) bis spätestens unmittelbar vor Öffnen des Verteilers vorgesehen und signaltechnisch miteinander verknüpft sind.8. Device for producing slabs between 10 and 150 mm thick and up to 3.5 m wide using a casting level control (10) connected to the strand drive (10.2) and the flow valve, preferably a plug (10.3), in particular for carrying out the method according to claim 1, characterized in that a temperature measuring device is arranged at the end of the steel treatment (11.1) and a measuring system for time recording the distributor heating process (5.3), a measuring system for determining the weight of the distributor steel during the filling process of the distributor (14.2) Measuring system for time recording from the start of the filling process of the mold (13) to the withdrawal of the strand (15.1) from the mold and a computer system (20) for online determination of the distributor weight (14) to ensure the casting time (15) taking into account at least the The distributor temperature (11) and the distributor heating time (5) at the latest immediately before opening of the distributor are provided and are linked to one another in terms of signal technology.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kokillenbreitseitenwände (13.1) eine konkave Form aufweisen (13.1.1). 9. The device according to claim 8, characterized in that the mold broad side walls (13.1) have a concave shape (13.1.1).
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggießanlage mit Strangantrieben (10.2) ausgestattet ist, die eine Abgießgeschwindigkeit von max.12 m/min zulassen.10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the continuous casting system is equipped with continuous drives (10.2) which allow a casting speed of max.12 m / min.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch, eine Meßvorrichtung zur Bestimmung der Außenhauttemperatur (6.2.1). 11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized by a measuring device for determining the outer skin temperature (6.2.1).
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