EP2788133B1 - Prozesstechnische massnahmen in einer stranggiessmaschine bei giessstart, bei giessende und bei der herstellung eines übergangsstücks - Google Patents

Prozesstechnische massnahmen in einer stranggiessmaschine bei giessstart, bei giessende und bei der herstellung eines übergangsstücks Download PDF

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EP2788133B1
EP2788133B1 EP12798200.7A EP12798200A EP2788133B1 EP 2788133 B1 EP2788133 B1 EP 2788133B1 EP 12798200 A EP12798200 A EP 12798200A EP 2788133 B1 EP2788133 B1 EP 2788133B1
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EP
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strand
casting
cooling
pair
nom
Prior art date
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Kurt Dittenberger
Udo Feischl
Klemens Hauser
Wolfgang Kibler
Paul Pennerstorfer
Franz Ramstorfer
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Primetals Technologies Austria GmbH
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Primetals Technologies Austria GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a continuous casting machine at casting start, at the end of casting and at a temporary slowing down of the casting operation.
  • US 4,169,498 A discloses a reduction of the casting speed, the amount of coolant per time in [l / min] and the amount of coolant per strand surface in [l / m 2 ] as a function of the time at casting start and casting end.
  • continuous casting machine covers all casting machines which are suitable for the continuous production of a strand with a long or flat product cross section from a molten steel.
  • the invention is based on the recognition that the strand ends, i. the strand beginning and strand end being colder than the intervening strand (hereinafter also referred to as strand main part) which is continuously cast at nominal casting conditions. This is mainly due to the reduced casting speed at the casting start and casting end.
  • heat is transferred via the cold strand or through the water, which in addition to the strand end or the strand board, i. the end face of the Strangendes, arrives, dissipated. Because of the lower temperature, the strand ends i.A. completely solidified.
  • roller forces can be far above the maximum permissible values of the roller bearings and thus lead to damage of the rollers or the roller position.
  • the pair After the strand beginning, or preferably the upper end of the strand beginning region having a length of length A, 0.5 ⁇ A ⁇ 5 m, has passed through a pair of engageable strand guide rolls, the pair is turned to the strand so that the pair touches the strand , Furthermore, the strand start region is cooled less by a cooling nozzle than the strand main part, which adjoins the strand start region; Specifically, the strand start region is cooled with a coolant quantity Q ⁇ Q nominal and the strand main part with a coolant quantity Q ⁇ Q nominal . Thus, the strand beginning is "softer cooled" in the language of the art as the strand main part.
  • the temperature of the strand start region corresponds more closely to the temperature of the strand main part, which is poured continuously at nominal casting conditions.
  • the pair of opposed strand guide rolls on the strand and the strand through at least one cooling nozzle in the region of the pair of employed strand guide roller with the nominal coolant quantity Q Nenn cooled.
  • a strand guide roller of a strand guide segment which is made by the inclination of the clamping cylinder of the segment, or a strand guide roller, which by a (see, eg WO01 / 94051 ) or two Anstellzylinder is hired to the strand understood.
  • the rated coolant quantity Q Nenn is preferably dependent on the casting speed, the strand age or particularly preferably on the location-dependent strand temperature.
  • Q rated is smaller at a low casting speed than at a higher casting speed.
  • the strand temperature can be determined either by measurement (eg by means of a pyrometer) or by online simulation of the strand temperature (eg by the software package Dynacs or Dynacs 3D).
  • the amount of coolant Q discharged from the cooling nozzle to the strand start region is increased as a function of a distance between the strand start and the cooling nozzle, where Q ⁇ Q nominal .
  • Increasing the amount of refrigerant causes the temperature of the strand start region to be adjusted reasonably evenly to the temperature of the strand main body continuously poured at nominal casting conditions.
  • the increase in the amount of coolant can be done either continuously or in discrete steps.
  • the distance should be understood as the difference between the so-called metallurgical lengths.
  • the strand is reduced by the employment of the pair of engagable strand guide rollers to the strand in its thickness.
  • the strand has a liquid core in the reduction of its thickness. This will cause u.A. also reduced the forces in the reduction.
  • a strand end is formed in the mold, followed by a strand region with a length B and a strand main part in the casting direction.
  • the position of the strand end in the strand guide is in turn detected.
  • the pair of engagable strand guide rollers are replaced by the strand end, Preferably, before a lower end of the strand area, the couple has passed, pulled back from the strand, so that the two strand guide rollers no longer touch the strand (positively formulated means that both strand guide rollers spaced from the surface of the strand).
  • the strand body is cooled substantially with the nominal coolant quantity Q nominal ; the line section is cooled with a coolant Q ⁇ Q Nenn and the end of the line is cooled with coolant Q ⁇ Q Nenn .
  • Weaker cooling of the strand area tends to adjust the temperature of this area to the temperature of the strand body, improving the quality.
  • the coolant quantity Q discharged from the cooling nozzle is reduced as a function of a distance between the strand end and the cooling nozzle, where 0 ⁇ Q ⁇ Q nominal .
  • transition piece By reducing the amount of liquid steel supplied and the reduction of the pullout pullout speed resulting from the continuity, a so-called transition piece is formed in the strand, which is considerably colder than the strand main part. Damage to the strand guide is prevented by retracting a pair of engageable strand guide rolls prior to passing the transition piece such that the strand guide rolls do not contact the transition piece. After passing the transition piece, the pair is put back on the strand so that the rolls of the pair touch the strand. Because the transition piece is less strong (“softer”) is cooled as the strand main parts, the temperatures of the transition piece and the strand main parts are at least partially adjusted. This increases the quality of the transition piece.
  • FIG. 1 shows the inventive method for operating a continuous casting machine at casting start, the method steps are shown in more detail in the subfigures 1a to 1d.
  • the continuous casting machine 1 is in this case as a vertical continuous casting machine with a cooled Run through mold 3 executed, which is designed for the continuous casting of liquid steel to a strand 2 with billet or Vorblockprofilquerites.
  • the strand guide 4 has a plurality of pairs of mutually engageable with the strand 2 strand guide rollers 5 and a plurality of cooling nozzles 10.
  • liquid steel is introduced by means of a dip tube, not shown, in the mold 3, where the molten steel is cooled by a so-called primary cooling and thereby forming a teilerstarrter strand 2 with a thin strand shell.
  • Fig. 1a shows the situation before the start of pouring, which is referred to in this application as pouring start.
  • FIG. 1b shows the situation when casting the continuous casting machine 1.
  • a casting distributor not shown, fills molten steel via a dip tube (narrow SEN) in the mold 3, wherein in the mold a casting level (the so-called meniscus 15) is established.
  • a partially solidified strand 2 is formed, which has a strand beginning 16, a strand starting region 17 having a length A, and a strand main part 20.
  • the strand beginning 16 is formed, which is welded to the cold strand head 7.
  • the strand starting region 17 follows on the strand beginning 16, and the strand main part 20 follows on the strand starting region 17.
  • the at least partially solidified strand 2 is drawn out of the mold 3 and further cooled by means of the cooling nozzles 10 of the secondary cooling.
  • the strand start region has a length A of 3 m.
  • Fig. 1c shows the situation when pulling the dummy bar 6 from the mold 3.
  • the mold level 15 in the mold is kept constant by the supply of molten steel, so that by pulling in the casting 9 of the dummy bar 6 - which is connected to the strand 2 - by the drivable strand guide rollers 8 is also pulled out of the mold.
  • it is crucial that the position of the cold strand head 7 or the position of the strand start 16 in the strand guide is detected. This is done for example by a rotary encoder, which is connected to an employee, driven strand guide roller 8.
  • a rotary encoder which is connected to an employee, driven strand guide roller 8.
  • the person skilled in the art also knows of other ways in which the position of the cold extruder head can be detected or "tracked".
  • the pair 5 of the opposite strand guide rollers is employed on the strand 2.
  • the topmost pair of cooling nozzles 10 delivers a reduced amount of coolant Q ⁇ Q nominal of the cooling medium water to the strand start region 17.
  • the reduced amount of refrigerant is represented in the figures by a thin jet of coolant.
  • the strand starting region 17 is defined by the strand beginning 16 and by the length A.
  • Fig. 1d shows a further situation at the casting start, wherein the strand 2 has been further pulled out of the mold 3. Specifically, the strand beginning 16 has passed the two top pairs of strand guide rollers 5, so that both pairs are employed on the strand 2.
  • the strand starting region 17 with a length of A 3 m, which is cooled with a reduced amount of coolant is also shown.
  • the uppermost cooling nozzle 10 is already outside the strand start region 17, so that the strand main part 20 of the strand 2 with the nominal coolant quantity Q Nenn , in concrete Case depends on the casting speed, is cooled.
  • the output of the nominal coolant quantity is shown in the figures by a wide coolant jet.
  • the engageable strand guide rollers 5 are not hired immediately after passing the strand start 16 to the strand, but only after the upper end 17a has passed the rollers 5 and the strand beginning 16 has reached a position that the strand guide roller 5 to a downstream of certain distance A.
  • the quantity of coolant Q discharged from the cooling nozzle 10 onto the strand starting region 17 is increased as a function of a distance 11 between the strand start 16 and the cooling nozzle 10, where 0 ⁇ Q ⁇ Q nominal .
  • the strand beginning 16 and the strand start region 17 is less cooled than the subsequent strand main piece 20, wherein the amount of coolant Q is continuously or discretely increased to Q nominal .
  • Fig. 3 shows how the amount of coolant Q discharged from a cooling nozzle 10 onto the strand starting region 17 of length A is determined by the distance x (in FIG Fig. 1d the reference numeral 11, wherein x runs counter to the casting direction 9) is increased between the strand start 16 and the cooling nozzle.
  • Q Min indicates a minimum amount of coolant for strand beginning 16.
  • FIG. 2 with the subfigures 2a to 2f show the process steps in G goende also for the Vertical continuous casting machine for the production of long products according to Fig. 1 ,
  • Fig. 2a shows the continuous operation of the continuous casting machine 1, wherein all the strand guide rollers 5, 8 of the strand guide are employed on the strand 2 and the strand 2 is cooled by the cooling nozzles 10 with the nominal coolant quantity Q Nenn (represented by a wide coolant jet).
  • Fig. 2b shows the stopping of the supply of liquid steel into the mold 3, whereby the casting mirror or the meniscus 15 with respect to the stationary position of the Fig. 1a something sinks.
  • a strand end 18 is formed, followed by the strand region 19 in the casting direction 9 with a length B of, for example, 3 m, and the strand main part 20 having an indefinite length.
  • the strand 2 is further drawn out in the casting direction 9 from the mold 3, wherein the position of the strand end 18 is detected in the strand guide 4. Since the top cooling nozzles are outside the strand area 19, the cooling nozzles 10 still bring the nominal coolant quantity Q Nenn on the strand 2 from.
  • FIG. 2c Figure 4 shows a position of the strand 2 where, just before the lower end of the strand portion 19a has passed the uppermost pair of engagable strand guide rollers 5, the pair is withdrawn from the strand 2 so that the pair does not touch the strand region, ie the rolls of the pair are spaced apart have transversely to the casting 9 to the strand. Withdrawal is indicated by an arrow.
  • Fig. 2d shows a further position of the strand 2, wherein the strand portion 19 is cooled by the uppermost cooling nozzles 10 with a reduced coolant quantity Q ⁇ Q nominal .
  • Fig. 2e shows another position of the strand 2 at the casting end, wherein the top two pairs of strand guide rollers 5 have been withdrawn from the strand.
  • the second row of the cooling nozzles 10 cools the strand region 19 again with a reduced amount of coolant.
  • Fig. 2f Finally, Fig. 3 shows the case where the strand end 18 has already passed the uppermost row of cooling nozzles 10, so that cooling by these cooling nozzles 10 is stopped. In the position shown, the third row of adjustable rollers 5 is withdrawn from the strand 2.
  • Fig. 4 shows how the amount of coolant Q discharged from a cooling nozzle 10 onto the stranding region 19 having a length B and to the strand end 18 having a length B is greater than the distance y (see FIG Fig. 2f where y is in the casting direction 9) between the strand end 18 and the cooling nozzle 10 is adjusted.
  • Fig. 5 is the method for operating the continuous casting according to Fig. 1 shown at a temporary slowdown of the casting operation.
  • Fig. 5a shows the continuous operation of the continuous casting machine, wherein in a mold 3 liquid steel is poured into a partially solid strand 2 with billet profile.
  • the strand is guided in the strand guide 4 by the employed strand guide rollers 5 and cooled by the cooling nozzles 10 with cooling water.
  • the strand 2 is continuously pulled out at a pull-out speed v nominal by the drivable strand guide rollers 8 in the casting direction 9 from the mold.
  • Fig. 5b shows the situation in the reduction of the supply rate of liquid steel in the mold 3.
  • the meniscus 15 drops slightly.
  • the pullout pullout speed v is also reduced so that v ⁇ v nominal .
  • Fig. 5c is the reduced inflow rate and the reduced extraction speed v of Fig. 5b maintained, whereby the transition piece 21 further developed.
  • the transition piece in the casting direction 9 subsequent strand part is referred to as the lower strand main piece 20a.
  • Fig. 5d the continuous rated operation of the continuous casting machine 1 is restored, wherein the inflow rate and the pullout pullout speed are increased again to the nominal values.
  • the upper end 21 b of the transition piece 21 is formed, whereby the formation of the transition piece 21 is terminated.
  • the positions of the upper 21b and lower end 21a of the transition piece 21 are e.g. detected by the driven strand guide rollers 8, so that their positions for the subsequent position of the engageable strand guide rollers 5 and the cooling nozzles 10 can be used.
  • Fig. 5e shows how the strand 2 with the lower strand main piece 20a, the transition piece 21 and the upper strand main piece 20b, which follows the transition piece, is pulled out of the mold 3 with v nominal .
  • the uppermost pair of strand guide rollers 5 is immediately before the lower end 21 a of the transition piece 21 passes the pair 5, withdrawn from the strand 2 (shown by arrows), so that the rollers of the pair 5 do not touch the transition piece 21.
  • the transition piece 21 is cooled less strongly by the cooled strand guide rollers 5 than the strand main pieces 20a, 20b.
  • Fig. 5f shows another situation in the production of the transition piece 21.
  • the strand 2 is further extended, wherein the top pair of strand guide rollers was again turned on the strand 2 and the upper strand main piece 20b.
  • the second pair of strand guide rolls has already undergone this sequence of strand withdrawal and reinstatement to the strand.
  • a reduced amount of coolant is represented by a thinner coolant jet.
  • the third pair of rollers 5 has been withdrawn from the strand before the lower end 21a of the transition piece 21 passes the rollers, so that the rollers do not touch the transition piece 21.
  • Fig. 5f the transition piece 21 through the second pair of cooling nozzles 10 cooled with a coolant amount Q ⁇ Q nominal .
  • the engageable strand guide rollers 5 are moved according to the position of the transition piece 21, so that the rollers do not touch the transition piece 21.
  • the retraction may be either immediately prior to passing the lower end 21a, or already done a few meters before actually passing.
  • the adjustment of the pair of rollers 5 can be done either immediately after passing the upper end 21b of the transition piece, or only a few meters after the actual passing of the transition piece 21st
  • the invention has been illustrated in the embodiments for a vertical continuous casting machine, the invention is by no means limited thereto. Rather, it is fully applicable to vertical, bow and horizontal casters. However, in sheet-fed machines, it should be noted that the distance between two elements (e.g., a strand end and a cooling nozzle) is given by the arc length of a neutral strand fiber between these elements.

Landscapes

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

Description

    Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft je ein Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine bei Gießstart, bei Gießende und bei einer vorübergehenden Verlangsamung des Gießbetriebs.
  • Einerseits betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine bei Gießstart, wobei die Stranggießmaschine eine Kokille und eine Strangführung umfasst, und die Strangführung zumindest ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen und zumindest eine Kühldüse umfasst, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
    • Einführen eines Kaltstrangs in die Stranggießmaschine;
    • Halten des Kaltstrangs in der Strangführung, wobei ein Kaltstrangkopf die Kokille fluiddicht abschließt;
    • Angießen der Stranggießmaschine, wobei flüssiger Stahl in die Kokille gegossen wird und sich dabei ein zumindest teilerstarrter Strang, der einen Stranganfang, einen nachfolgenden Stranganfangsbereich mit einer Länge A, 0,5 < A < 5 m, und nachfolgend einen Stranghauptteil aufweist, ausbildet; und
    • Ausziehen des Kaltstrangs, wobei der Kaltstrang in einer Gießrichtung aus der Kokille ausgezogen wird.
  • Andererseits betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine bei Gießende, wobei die Stranggießmaschine eine Kokille und eine Strangführung umfasst, und die Strangführung zumindest ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen und zumindest eine Kühldüse umfasst, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
    • Stranggießen eines Strangs, wobei in der Kokille flüssiger Stahl zu einem zumindest teilerstarrten Strang vergossen wird;
    • Stoppen der Zufuhr von flüssigem Stahl in die Kokille, wodurch sich in der Kokille ein Strangende ausbildet, sodass der Strang ein Strangende, einen nachfolgenden Strangendbereich mit einer Länge B, 0,5 < B < 5 m, und nachfolgend einen Stranghauptteil aufweist; und
    • Ausziehen des Strangs, wobei der Strang in einer Gießrichtung aus der Kokille ausgezogen wird.
  • Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine bei einer vorübergehenden Verlangsamung des Gießbetriebs (z.B. im Zuge eines Pfannenwechsels), wobei die Stranggießmaschine eine Kokille und eine Strangführung umfasst, und die Strangführung zumindest ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen und zumindest eine Kühldüse umfasst, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
    • Stranggießen eines Strangs, wobei in der Kokille flüssiger Stahl zu einem zumindest teilerstarrten Strang vergossen wird;
    • Ausziehen des Strangs mit einer Geschwindigkeit v, wobei der Strang in einer Gießrichtung mit v im Wesentlichen gleich einer Nenn-Geschwindigkeit vNenn aus der Kokille ausgezogen wird;
    • Reduzieren einer Zufuhrrate von flüssigem Stahl in die Kokille, wodurch die Ausbildung eines Übergangsstücks beginnt;
    • Ausziehen des Strangs mit v < vNenn;
    • Erhöhen der Zufuhrrate von flüssigem Stahl, wodurch die Ausbildung eines Übergangsstücks beendet wird, sodass der Strang einen unteren Stranghauptteil, ein Übergangsstück und einen oberen Stranghauptteil aufweist;
    • Ausziehen des Strangs mit v ≈ vNenn.
    Stand der Technik
  • Es ist bekannt, dass der Betrieb einer Stranggießmaschine bei Gießstart bzw. bei Gießende besondere Maßnahmen erfordert, um die Maschine vor Überlast und Beschädigung zu schützen.
  • Aus der US 6,779,587 B2 ist es bekannt, im Falle einer Überschreitung einer maximalen Anstellkraft bei der Anstellung von anstellbaren Strangführungsrollen an einen Strang von einer Positionsregelung auf eine Druckregelung umzuschalten. Dadurch sollen Beschädigungen der Strangführung durch den Kaltstrang beim Gießstart verhindert werden. Da gemäß der Schrift die Kühlung bei Gießstart gegenüber dem Nennbetrieb nicht verändert wird, wird der Stranganfang bzw. das Strangende "zu hart" gekühlt (d.h. dass die Strangenden deutlich kälter sind als der dazwischen liegende Strang). Dadurch wird die Qualität der beiden Strangenden reduziert, sodass diese Teile typischerweise vor einem nachfolgenden Walzvorgang abgetrennt werden müssen. Letztendlich resultiert dies in einer geringeren Produktivität der Stranggießmaschine und zusätzlichem Aufwand bei der Weiterverarbeitung des Strangs.
  • Aus der US 4,317,482 ist es bekannt, die Strangauszugskräfte in einer Stranggießmaschine kontinuierlich zu überwachen, um Beschädigungen der Stranggießmaschine bzw. einen Austritt von flüssigem Metall (engl. "spill-out") aus dem teilerstarrten Strang zu verhindern. Dadurch wird die Bedienmannschaft zwar über unmittelbar bevorstehende Probleme in der Stranggießmaschine informiert; wie jedoch diese Probleme präventiv verhindert werden können, kann der Schrift nicht entnommen werden.
  • Aus der EP 1 697 070 B1 sind Maßnahmen bei einem Verteilerwechsel bekannt, um den Eintrag von Fremdpartikel in den Strang niedrig zu halten. Weiters wird die Gießgeschwindigkeit beim Verteilerwechsel reduziert, wobei sich ein sogenanntes Übergangsstück ausbildet.
  • Konkrete Anweisungen, welche Maßnahmen zum Schutz der Stranggießmaschine bei Gießstart, bei Gießende bzw. bei der Erzeugung eines Übergangsstücks vorzunehmen sind, können den obigen Schriften nicht entnommen werden.
  • US 4,169,498 A offenbart eine Reduktion der Gießgeschwindigkeit, der Kühlmittelmenge pro Zeit in [l/min] und der Kühlmittelmenge pro Strangoberfläche in [l/m2] in Abhängigkeit der Zeit bei Gießbeginn und Gießende.
    • Zusammenfassung der Erfindung Technische Aufgabe
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und je ein Betriebsverfahren für eine Stranggießmaschine bei Gießstart, bei Gießende, und bei einer Verlangsamung des Gießbetriebs darzustellen, mit denen
    • die Qualität der Strangenden (des Stranganfangs und Strangendes) verbessert wird, und
    • die Stranggießmaschine bei der Anwendung des Verfahrens präventiv vor Beschädigungen geschützt wird.
    Technische Lösung
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Anspruch 1 betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine bei Gießstart der eingangs genannten Art, mit den zusätzlichen Verfahrensschritten:
    • Erfassen einer Position des Stranganfangs in der Strangführung;
    • nachdem der Stranganfang, vorzugsweise ein oberes Ende des Stranganfangsbereich, das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen passiert hat: Anstellen des Paars an den Strang, sodass das Paar den Strang berührt;
    • Kühlen des Stranganfangsbereichs mit Q < QNenn , wobei die Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q kleiner einer Nennkühlmittelmenge QNenn auf den Stranganfangsbereich ausbringt;
    • Kühlen des Stranghauptteils mit Q ≈ QNenn , wobei die Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q im Wesentlichen gleich QNenn auf den Stranghauptteil ausbringt.
  • Unter dem Begriff Stranggießmaschine fallen sämtliche Gießmaschinen, die zur kontinuierlichen Produktion eines Strangs mit Lang- oder Flachproduktquerschnitt aus einer Stahlschmelze geeignet sind.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Strangenden, d.h. der Stranganfang und das Strangende, kälter sind als der dazwischen liegende Strang (nachfolgend auch als Stranghauptteil bezeichnet), der kontinuierlich bei Nenn-Gießbedingungen gegossen wird. Hervorgerufen wird dies vor allem durch die reduzierte Gießgeschwindigkeit beim Gießstart und Gießende. Zusätzlich wird Wärme über den Kaltstrang bzw. durch das Wasser, welches zusätzlich auf das Strangende bzw. die Strangendplatte, d.h. die Stirnfläche des Strangendes, gelangt, abgeführt. Wegen der geringeren Temperatur sind die Strangenden i.A. vollkommen durcherstarrt. Werden diese beiden kalten und durcherstarrten Strangenden durch die Maschine transportiert, kann es vor allem in der Biege- und Richtzone (d.h. in den Zonen, wo der Strang von der Vertikalen in die Bogenform gebogen bzw. von der Bogenform in die Horizontale rückgebogen wird) zu stark erhöhten Rollenkräften kommen, die durch den Kontakt einzelner (oder zumindest weniger) Rollen mit diesen Strangteilen bedingt werden (anstatt eines Kontakt mehrerer Rollen in einem Bereich, sodass es zu einer Aufteilung der Kräfte kommt). Die Rollenkräfte können weit über den maximal zulässigen Werten der Rollenlager liegen und somit zu einer Beschädigung der Rollen bzw. der Rollenlage führen.
  • Erfindungsgemäß wird nach dem Einführen des Kaltstrangs, des Haltens des Kaltstrangs und des Angießens der Stranggießmaschine die Position des Kaltstrangkopfs bzw. des Stranganfangs - der dem Kaltstrangkopf gegenüberliegt - beim Ausziehen des Kaltstrangs (bzw. des Strangs, da ja der Strang mit dem Kaltstrang verbunden ist) in der Strangführung zeitlich kontinuierlich oder zeitlich diskretisiert (z.B. zu definierten Abtastzeiten) erfasst (engl. "tracked"). Nachdem der Stranganfang, bzw. vorzugsweise das obere Ende des Stranganfangsbereichs mit einer Länge von Länge A, 0,5 < A < 5 m, ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen passiert hat, wird das Paar an den Strang angestellt, sodass das Paar den Strang berührt. Weiters wird der Stranganfangsbereich durch eine Kühldüse weniger stark abgekühlt als der Stranghauptteil, der sich an den Stranganfangsbereich anschließt; konkret wird der Stranganfangsbereich mit einer Kühlmittelmenge Q < QNenn und der Stranghauptteil mit einer Kühlmittelmenge Q ≈ QNenn gekühlt. Somit wird der Stranganfang in der Sprache des Fachmanns "weicher gekühlt" als der Stranghauptteil. Dadurch entspricht die Temperatur des Stranganfangsbereichs eher der Temperatur des Stranghauptteils, der kontinuierlich bei Nenn-Gießbedingungen gegossen wird. Vorzugsweise wird erst nachdem der Stranganfang einen Abstand von typischerweise mehreren Metern in Gießrichtung von einem Paar der gegenüberliegenden Strangführungsrollen aufweist, das Paar der gegenüberliegenden Strangführungsrollen an den Strang angestellt und der Strang durch zumindest eine Kühldüse im Bereich des Paars der angestellten Strangführungsrolle mit der Nennkühlmittelmenge QNenn gekühlt. Dadurch dass beim Gießstart der eigentliche Gießspalt zwischen den Strangführungsrollen und dem Strang - nicht wie technisch üblich - unmittelbar am Stranganfang angewendet wird, sondern erst einige Meter nach dem Stranganfang, wird vermieden, dass es zu einem unerwünschten Kontakt der Rollen mit dem Kaltstrang kommt bzw. die Soft Reduction nicht am kalten und daher sehr harten Stranganfangsbereich angewendet wird. Da somit die Strangführungsrollen den Stranganfangsbereich nicht berühren, wird einerseits die weitere Abkühlung des Strangs durch die typischerweise gekühlten Rollen vermieden; andererseits wird eine Beschädigung der Rollen durch den Stranganfangsbereich präventiv und zuverlässig vermieden.
  • In dieser Anmeldung soll unter einer anstellbaren Strangführungsrolle sowohl eine einzeln anstellbare Strangführungsrolle (siehe z.B. WO2011/095383 ), eine Strangführungsrolle eines Strangführungssegments, die durch die Schrägstellung der Klemmzylinder des Segments angestellt wird, oder eine Strangführungsrolle, die durch ein (siehe z.B. WO01/94051 ) oder zwei Anstellzylinder an den Strang angestellt wird, verstanden werden.
  • Vorzugsweise ist die Nennkühlmittelmenge QNenn von der Gießgeschwindigkeit, dem Strangalter oder besonders bevorzugt von der ortsabhängigen Strangtemperatur abhängig. Bei einer gießgeschwindigkeitsabhängigen Kühlmittelmenge ist QNenn bei einer niedrigen Gießgeschwindigkeit kleiner als bei einer höheren Gießgeschwindigkeit. Bei einer Nennkühlmittelmenge QNenn die von der Strangtemperatur abhängt, kann die Strangtemperatur entweder durch Messung (z.B. mittels eines Pyrometers) oder durch online Simulation der Strangtemperatur (z.B. durch das Softwarepaket Dynacs bzw. Dynacs 3D) ermittelt werden.
  • Es ist vorteilhaft, dass die von der Kühldüse auf den Stranganfangsbereich ausgebrachte Kühlmittelmenge Q in Abhängigkeit eines Abstands zwischen dem Stranganfang und der Kühldüse erhöht wird, wobei gilt Q ≤ QNenn. Das Erhöhen der Kühlmittelmenge bewirkt, dass die Temperatur des Stranganfangs bzw. des Stranganfangsbereichs einigermaßen gleichmäßig an die Temperatur des Stranghauptteils, der kontinuierlich bei Nenn-Gießbedingungen gegossen wird, angepasst wird. Die Erhöhung der Kühlmittelmenge kann entweder kontinuierlich oder in diskreten Schritten erfolgen. Unter dem Abstand soll die Differenz der sogenannten metallurgischen Längen verstanden werden.
  • Um insbesondere Seigerungen im Strang zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Strang durch das Anstellen des Paars der anstellbaren Strangführungsrollen an den Strang in seiner Dicke reduziert wird.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Strang bei der Reduktion seiner Dicke einen flüssigen Kern aufweist. Dadurch werden u.A. auch die Kräfte bei der Reduktion verkleinert.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren nach Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Anspruch 5 betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine bei Gießende der eingangs genannten Art, mit den zusätzlichen Verfahrensschritten:
    • Erfassen einer Position des Strangendes in der Strangführung;
    • bevor das Strangende, vorzugsweise ein unteres Ende des Strangendbereichs, das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen passiert hat: Zurückziehen des Paars von anstellbaren Strangführungsrollen, sodass das Paar den Strang nicht berührt;
    • Kühlen des Stranghauptteils mit Q ≈ QNenn , wobei die Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q im Wesentlichen gleich einer Nennkühlmittelmenge QNenn auf den Strangendbereich ausbringt;
    • Kühlen des Strangendbereichs mit Q < QNenn, wobei die Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q < QNenn auf den Strangendbereich ausbringt;
    • Kühlen des Strangendes mit Q ≥ QNenn , wobei die Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q ≥ QNenn auf das Strangende ausbringt.
  • Durch das Einleiten des Gießendes bildet sich in der Kokille ein Strangende aus, an das sich ein Strangendbereich mit einer Länge B und ein Stranghauptteil in Gießrichtung anschließen. Zumindest nachdem das Gießende eingeleitet worden ist und die Zufuhr von flüssigem Stahl in die Kokille, z.B. durch das Schließen eines Verteilerstopfens, gestoppt worden ist, wird wiederum die Position des Strangendes in der Strangführung erfasst. Um Beschädigungen eines Paars von anstellbaren Strangführungsrollen zu vermeiden, wird das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen bevor das Strangende, vorzugsweise bevor ein unteres Ende des Strangendbereichs, das Paar passiert hat, vom Strang zurückgezogen, sodass die beiden Strangführungsrollen den Strang nicht mehr berühren (positiv formuliert bedeutet das, dass beide Strangführungsrollen einen Abstand von der Oberfläche des Strangs aufweisen). Der Stranghauptteil wird im Wesentlich mit der Nennkühlmittelmenge QNenn gekühlt; der Strangendbereich wird mit einer Kühlmittelmenge Q < QNenn und das Strangende wird mit einer Kühlmittelmenge Q ≥ QNenn gekühlt. Durch das schwächere Abkühlen des Strangendbereichs wird die Temperatur dieses Bereichs eher an die Temperatur des Stranghauptteils angepasst, sodass die Qualität verbessert wird. Durch das starke Abkühlen des Strangendes, wird sichergestellt, dass die Strangendplatte vollständig durcherstarrt, sodass kein flüssiges Metall austreten kann. Für viele Stahlsorten ist es ausreichend, die starke Kühlung des Strangendes lediglich in den ersten Kühlzonen (z.B. die Kühlzonen 1 bis 3 unmittelbar nach der Kokille) anzuwenden.
  • Um eine möglichst gleichmäßige Temperatur des Strangendbereichs zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn beim Kühlen des Strangendbereichs die von der Kühldüse ausgebrachte Kühlmittelmenge Q in Abhängigkeit eines Abstands zwischen dem Strangende und der Kühldüse reduziert wird, wobei gilt 0 < Q < QNenn.
  • Um ein "Spill-out" beim Gießende zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn beim Kühlen des Strangendes die Kühldüse eine maximale Kühlmittelmenge Q = QMax auf den Strang ausbringt. Dadurch wird die Endplatte - zumindest in den ersten drei Kühlzonen der Strangführung - mit der maximalen Wasserdurchflussmenge beaufschlagt, sodass ein "spill-out" zuverlässig verhindert wird.
  • Um den Wasserverbrauch zu reduzieren bzw. das unerwünscht Kühlen des Strangs durch herabtropfendes Kühlwasser zu verhindern, ist es vorteilhaft, das Kühlen durch die Kühldüse zu beenden, nachdem das Strangende die Kühldüse passiert hat. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Anspruch 9 betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine bei einer vorübergehenden Verlangsamung des Gießbetriebs der eingangs genannten Art, mit den zusätzlichen Verfahrensschritten:
    • Erfassen der Positionen eines unteren Endes und eines oberen Endes des Übergangsstücks in der Strangführung;
    • bevor das untere Ende des Übergangsstücks das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen passiert hat: Zurückziehen des Paars von anstellbaren Strangführungsrollen vom Strang, sodass das Paar das Übergangsstück nicht berührt;
    • nachdem das obere Ende des Übergangsstücks das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen passiert hat: Anstellen des Paars von anstellbaren Strangführungsrollen an den Strang, sodass das Paar den Strang berührt;
    • Kühlen eines Stranghauptteils mit Q ≈ QNenn , wobei die Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q im Wesentlichen gleich einer Nennkühlmittelmenge QNenn auf den Stranghauptteil ausbringt;
    • Kühlen des Übergangsstücks mit Q < QNenn , wobei die Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q < QNenn auf das Übergangsstücks ausbringt
  • Durch das Reduzieren der zugeführten Menge an flüssigem Stahl und der - aufgrund der Kontinuität resultierenden - Reduktion der Strangauszugsgeschwindigkeit, entsteht ein sogenanntes Übergangsstück im Strang, das deutlich kälter als der Stranghauptteil ist. Eine Beschädigung der Strangführung wird dadurch verhindert, dass ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen vor dem Passieren des Übergangsstücks zurückgezogen wird, sodass die Strangführungsrollen das Übergangsstück nicht berühren. Nach dem Passieren des Übergangsstücks, wird das Paar wieder an den Strang angestellt, sodass die Rollen des Paars den Strang berühren. Dadurch dass das Übergangsstück weniger stark ("weicher") gekühlt wird als die Stranghauptteile, werden die Temperaturen des Übergangsstück und der Stranghauptteile zumindest teilweise angepasst. Dadurch wird die Qualität des Übergangsstücks erhöht.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes zeigen:
    • Fig 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Gießstart, wobei die unterschiedlichen Phasen in den Subfiguren 1a bis 1d dargestellt sind;
    • Fig 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Gießende, wobei die Phasen in den Subfiguren 2a bis 2f dargestellt sind;
    • Fig 3 eine schematische Darstellung der Kühlmengenverteilung in einem Stranganfangsbereich;
    • Fig 4 eine schematische Darstellung der Kühlmengenverteilung in einem Strangendbereich; und
    • Fig 5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer vorübergehenden Verlangsamung des Gießbetriebs, wobei die Phasen in den Subfiguren 5a bis 2f dargestellt sind.
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine bei Gießstart, wobei die Verfahrensschritte näher in den Subfiguren 1a bis 1d dargestellt werden. Die Stranggießmaschine 1 ist in diesem Fall als eine Vertikalstranggießmaschine mit einer gekühlten Durchlaufkokille 3 ausgeführt, die zum Stranggießen von flüssigem Stahl zu einem Strang 2 mit Knüppel- oder Vorblockprofilquerschnitt ausgebildet ist. Die Strangführung 4 weist mehrere Paare von gegeneinander an den Strang 2 anstellbaren Strangführungsrollen 5 und mehrere Kühldüsen 10 auf. Im kontinuierlichen Gießbetrieb wird flüssiger Stahl mittels eines nicht dargestellten Tauchrohrs in die Kokille 3 eingefüllt, wo die Stahlschmelze durch eine sogenannte Primärkühlung abkühlt wird und sich dabei ein teilerstarrter Strang 2 mit einer dünnen Strangschale ausbildet.
  • Fig 1a zeigt die Situation vor dem Gießbeginn, der in dieser Anmeldung als Gießstart bezeichnet wird. Nachdem ein Kaltstrang 6 von oben in die Kokille 3 eingeführt worden ist, wird der Kaltstrang 6 in der Strangführung 4, beispielsweise durch antreibbare Strangführungsrollen 8, gehalten, sodass der Kopf des Kaltstrangs (der Kaltstrangkopf 7) die Kokille fluiddicht verschließt.
  • Fig 1b zeigt die Situation beim Angießen der Stranggießmaschine 1. Ein nicht gezeigter Gießverteiler füllt Stahlschmelze über ein Tauchrohr (eng. SEN) in die Kokille 3 ein, wobei sich in der Kokille ein Gießspiegel (der sogenannte Meniskus 15) einstellt. Durch das Abkühlen der Schmelze in der Kokille 3 bildet sich ein teilerstarrter Strang 2 aus, der einen Stranganfang 16, einen Stranganfangsbereich 17 mit einer Länge A, und einen Stranghauptteil 20 aufweist. An der Kontaktfläche zwischen dem Kaltstrangkopf 7 und dem Strang 2 bildet sich der Stranganfang 16 aus, der mit dem Kaltstrangkopf 7 verschweißt ist. Entgegen der Gießrichtung 9 folgt auf den Stranganfang 16 der Stranganfangsbereich 17, und auf den Stranganfangsbereich 17 der Stranghauptteil 20 nach. Der zumindest teilerstarrte Strang 2 wird aus der Kokille 3 ausgezogen und mittels der Kühldüsen 10 der Sekundärkühlung weiter abgekühlt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Stranganfangsbereich eine Länge A von 3 m auf.
  • Fig 1c zeigt die Situation beim Ausziehen des Kaltstrangs 6 aus der Kokille 3. Der Gießspiegel 15 in der Kokille wird durch die Zufuhr von Stahlschmelze in etwa konstant gehalten, sodass durch das Ausziehen in Gießrichtung 9 der Kaltstrangs 6 - der mit dem Strang 2 verbunden ist - durch die antreibbaren Strangführungsrollen 8 auch aus der Kokille ausgezogen wird. Für die weiteren Verfahrensschritte ist entscheidend, dass die Position des Kaltstrangkopfs 7 bzw. die Position des Stranganfangs 16 in der Strangführung erfasst wird. Dies erfolgt z.B. durch einen Drehgeber, der mit einer angestellten, angetriebenen Strangführungsrolle 8 verbunden ist. Dem Fachmann sind aber natürlich auch andere Möglichkeiten bekannt, wie die Position des Kaltstrangkopfs erfasst bzw. "getrackt" werden kann. Nachdem der Stranganfang 16 ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen 5 passiert hat, wird das Paar 5 der gegenüberliegenden Strangführungsrollen an den Strang 2 angestellt. In der Fig 1c ist dies konkret bei den beiden obersten Strangführungsrollen 5 der Fall, wobei deren Anstellung an den Strang 2 durch je einen Pfeil angedeutet worden ist. Außerdem ist in dieser Figur zu erkennen, dass das oberste Kühldüsenpaar 10 eine reduzierte Kühlmittelmenge Q < QNenn des Kühlmediums Wasser auf den Stranganfangsbereich 17 ausbringt. Die reduzierte Kühlmittelmenge wird in den Figuren durch einen dünnen Kühlmittelstrahl dargestellt. Der Stranganfangsbereich 17 ist durch den Stranganfang 16 und durch die Länge A definiert.
  • Fig 1d zeigt eine weitere Situation beim Gießstart, wobei der Strang 2 weiter aus der Kokille 3 ausgezogen worden ist. Konkret hat der Stranganfang 16 die beiden obersten Paare von Strangführungsrollen 5 passiert, sodass beide Paare an den Strang 2 angestellt sind. Der Stranganfangsbereich 17 mit einer Länge von A = 3 m, der mit einer reduzierten Kühlmittelmenge gekühlt wird, ist ebenfalls eingezeichnet. Die oberste Kühldüse 10 liegt bereits außerhalb des Stranganfangsbereichs 17, sodass der Stranghauptteil 20 des Strangs 2 mit der Nennkühlmittelmenge QNenn, die im konkreten Fall von der Gießgeschwindigkeit abhängig ist, gekühlt wird. Das Ausbringen der Nennkühlmittelmenge ist in den Figuren durch einen breiten Kühlmittelstrahl dargestellt.
  • Nach einem alternativen Verfahren werden die anstellbaren Strangführungsrollen 5 nicht unmittelbar nach dem Passieren des Stranganfangs 16 an den Strang angestellt, sondern erst nachdem das obere Ende 17a die Rollen 5 passiert hat bzw. der Stranganfang 16 eine Position erreicht hat, die der Strangführungsrolle 5 um einen bestimmten Abstand A nachgelagert ist.
  • Gemäß eines weiteren Verfahrens wird die von der Kühldüse 10 auf den Stranganfangsbereich 17 ausgebrachte Kühlmittelmenge Q in Abhängigkeit eines Abstands 11 zwischen dem Stranganfang 16 und der Kühldüse 10 erhöht, wobei gilt 0 < Q < QNenn. Somit wird der Stranganfang 16 bzw. der Stranganfangsbereichs 17 weniger stark abgekühlt als das nachfolgende Stranghauptstück 20, wobei die Kühlmittelmenge Q kontinuierlich oder diskret auf QNenn erhöht wird.
  • Fig 3 zeigt, wie die von einer Kühldüse 10 auf den Stranganfangsbereich 17 mit Länge A ausgebrachte Kühlmittelmenge Q über den Abstand x (in Fig 1d das Bezugszeichen 11, wobei x entgegen der Gießrichtung 9 verläuft) zwischen dem Stranganfang 16 und der Kühldüse erhöht wird. Die durchgezogene Linie gibt eine Kühlmengenverteilung an, wobei die Kühlmittelmenge Q durch die Gleichung Q = Q Nenn A ⁢ x
    Figure imgb0001
     gegeben ist. Im Gegensatz dazu folgt die Kühlmittelmengenverteilung entsprechend der strichlierte Linie der Gleichung Q = Q Nenn - Q Min A ⁢ x + Q Min ,
    Figure imgb0002
     wobei QMin eine minimale Kühlmittelmenge für den Stranganfang 16 angibt.
  • Die Figur 2 mit den Subfiguren 2a bis 2f zeigen die Verfahrensschritte bei Gießende ebenfalls für die Vertikalstranggießmaschine zur Herstellung von Langprodukten nach Fig 1.
  • Fig 2a zeigt den kontinuierlichen Betrieb der Stranggießmaschine 1, wobei sämtliche Strangführungsrollen 5, 8 der Strangführung an den Strang 2 angestellt sind und der Strang 2 durch die Kühldüsen 10 mit der Nennkühlmittelmenge QNenn (dargestellt durch einen breiten Kühlmittelstrahl) abgekühlt wird.
  • Fig 2b zeigt das Stoppen der Zufuhr von flüssigem Stahl in die Kokille 3, wodurch der Gießspiegel bzw. der Meniskus 15 gegenüber der stationären Lage der Fig 1a etwas absinkt. Durch die Abkühlung der Stahlschmelze in der Kokille bildet sich ein Strangende 18 aus, auf das in Gießrichtung 9 der Strangendbereich 19 mit einer Länge B von beispielsweise 3 m, und der Stranghauptteil 20 mit unbestimmter Länge nachfolgt. Der Strang 2 wird weiterhin in Gießrichtung 9 aus der Kokille 3 ausgezogen, wobei die Position des Strangendes 18 in der Strangführung 4 erfasst wird. Da die die obersten Kühldüsen außerhalb des Strangendbereichs 19 liegen, bringen die Kühldüsen 10 noch die Nenn-Kühlmittelmenge QNenn auf den Strang 2 aus.
  • Fig 2c zeigt eine Position des Strangs 2, wobei unmittelbar bevor das untere Ende des Strangendbereichs 19a das oberste Paar von anstellbaren Strangführungsrollen 5 passiert hat, das Paar vom Strang 2 zurückgezogen wird, sodass das Paar den Strangendbereich nicht berührt, d.h. dass die Rollen des Paars einen Abstand quer zur Gießrichtung 9 zum Strang aufweisen. Das Zurückziehen ist durch einen Pfeil dargestellt.
  • Fig 2d zeigt eine weitere Position des Strangs 2, wobei der Strangendbereich 19 von den oberste Kühldüsen 10 mit einer reduzierten Kühlmittelmenge Q < QNenn gekühlt wird.
  • Fig 2e zeigt eine weitere Position des Strangs 2 beim Gießende, wobei die obersten zwei Paare von Strangführungsrollen 5 vom Strang zurückgezogen wurden. Die zweite Reihe der Kühldüsen 10 kühlt den Strangendbereich 19 wiederum mit einer reduzierten Kühlmittelmenge. Nachdem allerdings das Strangende 18 bereits eine Position erreicht hat, bei der der Kühlbereich der obersten Reihe von Kühldüsen 10 bereits das Strangende erfasst, wird das Strangende mit der maximalen Kühlmittelmenge Q = QMax gekühlt.
  • Fig 2f zeigt schließlich den Fall, bei der das Strangende 18 bereits die oberste Reihe von Kühldüsen 10 passiert hat, sodass das Kühlen durch diese Kühldüsen 10 beendet wird. In der gezeigten Stellung, wird die dritte Reihe von anstellbaren Rollen 5 vom Strang 2 zurückgezogen.
  • Auch beim Verfahren für das Gießende ist es möglich, dass beim Kühlen des Strangendbereichs 19 die von einer Kühldüse 10 ausgebrachte Kühlmittelmenge Q in Abhängigkeit eines Abstands 11 zwischen dem Strangende 18 und der Kühldüse 10 reduziert wird, wobei gilt 0 < Q < QNenn.
  • Fig 4 zeigt, wie die von einer Kühldüse 10 auf den Strangendbereich 19 mit einer Länge B und auf das Strangende 18 mit einer Länge B ausgebrachte Kühlmittelmenge Q über den Abstand y (siehe Fig 2f, wobei y in Gießrichtung 9 verläuft) zwischen dem Strangende 18 und der Kühldüse 10 eingestellt wird. Die durchgezogene Linie gibt eine Kühlmengenverteilung an, wobei für den Abstand 0 < y < E die Kühlmittelmenge Q = QMax beträgt und für den Abstand E < y < B die Kühlmittelmenge durch die Gleichung Q = Q Nenn 2 ⁢ B - E ⁢ y
    Figure imgb0003
     gegeben ist. Im Gegensatz dazu ist die Kühlmittelmengenverteilung entsprechend der strichlierte Linie für den Abstand 0 < y < E mit Q = QNenn und für den Abstand E < y < B durch die Gleichung Q = Q Nenn B - E ⁢ y
    Figure imgb0004
     gegeben.
  • In Fig 5 ist das Verfahren zum Betrieb der Stranggießanlage gemäß Fig 1 bei einer vorübergehenden Verlangsamung des Gießbetriebs dargestellt.
  • Fig 5a zeigt den kontinuierlichen Betrieb der Stranggießmaschine, wobei in einer Kokille 3 flüssiger Stahl zu einem teilerstarrten Strang 2 mit Knüppelprofil vergossen wird. Der Strang wird in der Strangführung 4 durch die angestellten Strangführungsrollen 5 geführt und durch die Kühldüsen 10 mit Kühlwasser gekühlt. Dabei wird der Strang 2 kontinuierlich mit einer Auszugsgeschwindigkeit vNenn durch die antreibbaren Strangführungsrollen 8 in Gießrichtung 9 aus der Kokille ausgezogen.
  • Fig 5b zeigt die Situation bei der Reduktion der Zufuhrrate von flüssigem Stahl in die Kokille 3. Durch die Zurücknahme der der Kokille 3 zugeführten Stahlmenge sinkt der Meniskus 15 etwas ab. Gleichzeitig bzw. unmittelbar nach der Reduktion wird ebenfalls die Strangauszugsgeschwindigkeit v reduziert, sodass v < vNenn beträgt. Durch die Reduktion der Zuflussrate von Stahl in die Kokille 3 bzw. die Reduktion der Auszugsgeschwindigkeit v wird die Ausbildung eines Übergangsstücks 21 initiiert, wobei in der Fig 5b das untere Ende 21a des Übergangsstücks ausgebildet wird.
  • In Fig 5c wird die reduzierte Zuflussrate und die reduzierte Ausziehgeschwindigkeit v der Fig 5b aufrechterhalten, wodurch sich das Übergangsstück 21 weiter ausgebildet. Der dem Übergangsstück in Gießrichtung 9 nachfolgende Strangteil wird als unteres Stranghauptstück 20a bezeichnet.
  • In Fig 5d wird der kontinuierliche Nennbetrieb der Stranggießmaschine 1 wiederhergestellt, wobei die Zuflussrate und die Strangauszugsgeschwindigkeit wieder auf die Nennwerte erhöht werden. Dabei wird das obere Ende 21b des Übergangsstücks 21 ausgebildet, wodurch die Ausbildung des Übergangsstücks 21 beendet wird.
  • Die Positionen des oberen 21b und unteren Endes 21a des Übergangsstücks 21 werden z.B. mittels der angetriebenen Strangführungsrollen 8 erfasst, sodass deren Positionen für die nachfolgende Stellung der anstellbaren Strangführungsrollen 5 und der Kühldüsen 10 verwendet werden können.
  • Fig 5e zeigt, wie der Strang 2 mit dem unteren Stranghauptstück 20a, dem Übergangstück 21 und dem oberen Stranghauptstück 20b, das dem Übergangsstück nachfolgt, aus der Kokille 3 mit vNenn ausgezogen wird. Das oberste Paar von Strangführungsrollen 5 wird unmittelbar bevor das untere Ende 21a des Übergangsstück 21 das Paar 5 passiert, vom Strang 2 zurückgezogen (dargestellt durch Pfeile), sodass die Rollen des Paars 5 das Übergangsstück 21 nicht berühren. Dadurch wird das Übergangsstück 21 durch die gekühlten Strangführungsrollen 5 weniger stark abgekühlt als die Stranghauptstücke 20a, 20b. Das oberste Paar von Kühldüsen 10 kühlt das untere Stranghauptstück 20a des Strangs 2 mit einer Kühlmittelmenge Q = QNenn ab.
  • Fig 5f zeigt eine weitere Situation bei der Erzeugung des Übergangsstücks 21. Der Strang 2 wird weiter ausgezogen, wobei das oberste Paar von Strangführungsrollen wieder an den Strang 2 bzw. das obere Stranghauptstück 20b anstellt wurde. Auch das zweite Paar von Strangführungsrollen hat diese Sequenz von Zurückziehen vom Strang und Wiederanstellen an den Strang bereits durchlaufen. Auch das oberste Paar von Kühldüsen 10 hat eine Sequenz durchlaufen, bei der das untere und das obere Stranghauptstück 20a, 20b mit Q = QNenn und das dazwischen liegende Übergangsstück 21 mit Q < QNenn gekühlt worden ist. In der Figur wird eine reduzierte Kühlmittelmenge durch eine dünneren Kühlmittelstrahl dargstellt. Das dritte Paar von Rollen 5 wurde bevor das untere Ende 21a des Übergangsstücks 21 die Rollen passiert, vom Strang zurückgezogen, sodass die Rollen das Übergangsstück 21 nicht berühren. In Fig 5f wird das Übergangsstück 21 durch das zweite Paar von Kühldüsen 10 mit einer Kühlmittelmenge Q < QNenn abgekühlt.
  • Somit werden die anstellbaren Strangführungsrollen 5 entsprechend der Position des Übergangsstücks 21 verfahren, sodass die Rollen das Übergangsstücks 21 nicht berühren. Das Zurückziehen kann entweder unmittelbar vor dem Passieren des unteren Ende 21a erfolgen, oder bereits einige Meter vor dem eigentlichen Passieren erfolgen. Analog dazu kann das Anstellen des Paars der Rollen 5 entweder unmittelbar nach dem Passieren des oberen Endes 21b des Übergangsstücks erfolgen, oder erst einige Meter nach dem eigentlichen Passieren des Übergangsstücks 21.
  • Obwohl die Erfindung in den Ausführungsbeispielen für eine Vertikalstranggießmaschine dargestellt wurde, ist die Erfindung keineswegs darauf beschränkt. Vielmehr ist sie für Vertikal-, Bogen- und Horizontalstranggießmaschinen uneingeschränkt anwendbar. Bei Bogenmaschinen ist allerdings zu beachten, dass der Abstand zwischen zwei Elementen (z.B. einem Strangende und einer Kühldüse) durch die Bogenlänge einer neutralen Strangfaser zwischen diesen Elementen gegeben ist.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Liste der Bezugszeichen
    • 1
    Stranggießmaschine
    2
    Strang
    3
    Kokille
    4
    Strangführung
    5
    anstellbare Strangführungsrolle
    6
    Kaltstrang
    7
    Kaltstrangkopf
    8
    antreibbare Strangführungsrolle
    9
    Gießrichtung
    10
    Kühldüse
    11
    Abstand
    15
    Meniskus
    16
    Stranganfang, unteres Ende des Stranganfangsbereichs
    17
    Stranganfangsbereich
    17a
    oberes Ende des Stranganfangsbereichs
    18
    Strangende
    19
    Strangendbereich
    19a
    unteres Ende des Strangendbereichs
    20
    Stranghauptteil
    20a
    unterer Stranghauptteil
    20b
    oberer Stranghauptteil
    21
    Übergangsstück
    21a
    unteres Ende des Übergangsstücks
    21b
    oberes Ende des Übergangsstücks
    A
    Länge
    Q
    Kühlmittelmenge
    QNenn
    Nenn-Kühlmittelmenge
    QMin
    Minimale Kühlmittelmenge
    QMax
    Maximale Kühlmittelmenge
    x, y
    Abstand

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine (1) bei Gießstart, wobei die Stranggießmaschine (1) eine Kokille (3) und eine Strangführung (4) umfasst, und die Strangführung (4) zumindest ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen (5) und zumindest eine Kühldüse (10) umfasst, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
    - Einführen eines Kaltstrangs (6) in die Stranggießmaschine (1);
    - Halten des Kaltstrangs (6) in der Strangführung (4), wobei ein Kaltstrangkopf (7) die Kokille (3) fluiddicht verschließt;
    - Angießen der Stranggießmaschine (1), wobei flüssiger Stahl in die Kokille (3) gegossen wird und sich dabei ein zumindest teilerstarrter Strang (2), der einen Stranganfang (16), einen nachfolgenden Stranganfangsbereich (17) mit einer Länge A, 0,5 < A < 5 m, und nachfolgend einen Stranghauptteil (20) aufweist, ausbildet;
    - Ausziehen des Kaltstrangs (6), wobei der Kaltstrang (6) in einer Gießrichtung (9) aus der Kokille (3) ausgezogen wird;
    - Erfassen einer Position des Stranganfangs (16) in der Strangführung (4);
    - nachdem der Stranganfang (16), vorzugsweise ein oberes Ende (17a) des Stranganfangsbereich (17), das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen (5) passiert hat: Anstellen des Paars an den Strang (2), sodass das Paar den Strang (2) berührt;
    - Kühlen des Stranganfangsbereichs (17) mit Q < QNenn , wobei die Kühldüse (10) eine Kühlmittelmenge Q kleiner einer Nennkühlmittelmenge Q Nenn auf den Stranganfangsbereich (17) ausbringt;
    - Kühlen des Stranghauptteils (20) mit Q ≈ QNenn , wobei die Kühldüse (10) eine Kühlmittelmenge Q im Wesentlichen gleich QNenn auf den Stranghauptteil (20) ausbringt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Kühldüse (10) auf den Stranganfangsbereich (17) ausgebrachte Kühlmittelmenge Q in Abhängigkeit eines Abstands (11) zwischen dem Stranganfang (16) und der Kühldüse (10) erhöht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (2) durch das Anstellen des Paars der anstellbaren Strangführungsrollen (5) an den Strang (2) in seiner Dicke (12) reduziert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (2) bei der Reduktion seiner Dicke (12) einen flüssigen Kern aufweist.
  5. Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine (1) bei Gießende, wobei die Stranggießmaschine (1) eine Kokille (3) und eine Strangführung (4) umfasst, und die Strangführung (4) zumindest ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen (5) und zumindest eine Kühldüse (10) umfasst, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
    - Stranggießen eines Strangs (2), wobei in der Kokille (3) flüssiger Stahl zu einem zumindest teilerstarrten Strang (2) vergossen wird;
    - Stoppen der Zufuhr von flüssigem Stahl in die Kokille (3), wodurch sich in der Kokille (3) ein Strangende (18) ausbildet, sodass der Strang (2) ein Strangende (18), einen nachfolgenden Strangendbereich (19) mit einer Länge B, 0,5 < B < 5 m, und nachfolgend einen Stranghauptteil (20) aufweist;
    - Ausziehen des Strangs (2), wobei der Strang (2) in einer Gießrichtung (9) aus der Kokille (3) ausgezogen wird;
    - Erfassen einer Position des Strangendes (18) in der Strangführung (4);
    - bevor das Strangende (18), vorzugsweise ein unteres Ende (19a) des Strangendbereichs (19), das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen (5) passiert hat: Zurückziehen des Paars von anstellbaren Strangführungsrollen (5), sodass das Paar den Strang (2) nicht berührt;
    - Kühlen des Stranghauptteils (20) mit Q ≈ QNenn , wobei die Kühldüse (10) eine Kühlmittelmenge Q im Wesentlichen gleich einer Nennkühlmittelmenge QNenn auf den Stranghauptteil (20) ausbringt;
    - Kühlen des Strangendbereichs (17) mit Q < QNenn , wobei die Kühldüse (10) eine Kühlmittelmenge Q < QNenn auf den Strangendbereich (17) ausbringt;
    - Kühlen des Strangendes (18) mit Q ≥ QNenn , wobei die Kühldüse (10) eine Kühlmittelmenge Q ≥ QNenn auf das Strangende (18) ausbringt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Kühlen des Strangendbereichs (19) die von der Kühldüse (10) ausgebrachte Kühlmittelmenge Q in Abhängigkeit eines Abstands (11) zwischen dem Strangende (13) und der Kühldüse (10) reduziert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Kühlen des Strangendes (18) die Kühldüse (10) eine maximale Kühlmittelmenge Q = QMax auf den Strang (2) ausbringt.
  8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nachdem das Strangende (18) die Kühldüse (10) passiert hat, das Kühlen durch die Kühldüse (10) beendet wird.
  9. Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine (1) bei einer vorübergehenden Verlangsamung des Gießbetriebs, wobei die Stranggießmaschine (1) eine Kokille (3) und eine Strangführung (4) umfasst, und die Strangführung (4) zumindest ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen (5) und zumindest eine Kühldüse (10) umfasst, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
    - Stranggießen eines Strangs (2), wobei in der Kokille (3) flüssiger Stahl zu einem zumindest teilerstarrten Strang (2) vergossen wird;
    - Ausziehen des Strangs (2) mit einer Geschwindigkeit v, wobei der Strang (2) in einer Gießrichtung (9) mit v im Wesentlichen gleich einer Nenn-Geschwindigkeit vNenn aus der Kokille (3) ausgezogen wird;
    - Reduzieren einer Zufuhrrate von flüssigem Stahl in die Kokille (3), wodurch die Ausbildung eines Übergangsstücks (21) beginnt;
    - Ausziehen des Strangs (2) mit v < vNenn;
    - Erhöhen der Zufuhrrate von flüssigem Stahl in die Kokille (3), wodurch die Ausbildung eines Übergangsstücks (21) beendet wird, sodass der Strang (2) einen unteren Stranghauptteil (20a), ein Übergangsstück (21) und einen oberen Stranghauptteil (20b) aufweist;
    - Ausziehen des Strangs (2) mit v ≈ vNenn;
    - Erfassen der Positionen eines unteren Endes (21a) und eines oberen Endes (21b) des Übergangsstücks (21) in der Strangführung (4);
    - bevor das untere Ende des Übergangsstücks (21a) das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen (5) passiert hat: Zurückziehen des Paars von anstellbaren Strangführungsrollen (5) vom Strang (2), sodass das Paar das Übergangsstück (21) nicht berührt;
    - nachdem das obere Ende (21b) des Übergangsstück (21) das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen (5) passiert hat: Anstellen des Paars von anstellbaren Strangführungsrollen (5) an den Strang (2), sodass das Paar den Strang (2) berührt;
    - Kühlen eines Stranghauptteils (20a,20b) mit Q ≈ QNenn , wobei die Kühldüse (10) eine Kühlmittelmenge Q im Wesentlichen gleich einer Nennkühlmittelmenge QNenn auf den Stranghauptteil (20) ausbringt;
    - Kühlen des Übergangsstücks (21) mit Q < ONenn, wobei die Kühldüse (10) eine Kühlmittelmenge Q < QNenn auf das Übergangsstücks (21) ausbringt.
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