EP4344803A1 - Verfahren zum vorbereiten und herstellen eines metallischen produkts durch stranggiessen - Google Patents

Verfahren zum vorbereiten und herstellen eines metallischen produkts durch stranggiessen Download PDF

Info

Publication number
EP4344803A1
EP4344803A1 EP23188870.2A EP23188870A EP4344803A1 EP 4344803 A1 EP4344803 A1 EP 4344803A1 EP 23188870 A EP23188870 A EP 23188870A EP 4344803 A1 EP4344803 A1 EP 4344803A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vessel
lining
intermediate container
electrical resistance
resistance heater
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.)
Pending
Application number
EP23188870.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Weyer
Cihangir Demirci
David Robinson
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 Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4344803A1 publication Critical patent/EP4344803A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/005—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like with heating or cooling means
    • B22D41/01—Heating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
    • B22D11/182—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by measuring temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/005—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like with heating or cooling means

Definitions

  • the invention relates to a method for preparing a metallic product by continuous casting according to the preamble of claim 1, and to a method for producing a metallic product by continuous casting according to the preamble of claims 5 and 6 respectively.
  • intermediate containers for storing liquid metal melts.
  • intermediate containers are also known for continuous casting systems.
  • Such intermediate containers are usually equipped with linings and wear linings on their inner circumferential surface to ensure sufficient temperature resistance.
  • preheating or heating of intermediate containers is also carried out using gas burners, preferably using natural gas, coking oven gas, or blast furnace gas as fuel gas.
  • gas burners preferably using natural gas, coking oven gas, or blast furnace gas as fuel gas. The preheating takes place shortly before the intermediate containers are used in the production operation of the casting plant.
  • the invention is based on the object of optimizing the production of a metallic product by continuous casting and also the associated preparation of vessels used therein by using an electrical resistance heater.
  • the invention provides a method for preparing a metallic product by continuous casting, in which a molten metal can first be poured from a ladle into a vessel, the vessel being at least partially equipped with a permanent refractory lining on its inner peripheral surface is.
  • An electrical resistance heater is integrated into the vessel.
  • at least one element of the electrical resistance heating is supplied with power in a controlled or regulated manner in order to heat the refractory lining of the vessel before it is used in the casting operation, when there is no liquid molten metal in the vessel, and for the refractory lining Drying and / or preheating the vessel to a predetermined temperature.
  • the above-mentioned method according to the invention is based on the essential finding that with the help of heating the permanent fireproof lining, which is achieved through the use of electrical resistance heating, it is possible to remove moisture from this lining, in particular after the vessel has been relined with a such lining. In the same way, by using electrical resistance heating, it is possible to preheat the vessel to a predetermined temperature before a molten metal is poured into the vessel and produced into a metallic product by continuous casting.
  • the latter aspect leads to the advantage that there is only a small or at best no temperature difference between the molten metal, which is filled into the vessel at a predetermined temperature for further processing, and the vessel itself or its inner peripheral surface, so that the molten metal No heat is removed from the vessel when it is filled and the desired temperature of the molten metal is ideally maintained even after it has been poured into the vessel.
  • a fireproof wear lining is attached over the fireproof lining, which is provided on the inner peripheral surface of the vessel.
  • the wear lining can be heated by means of the electrical resistance heating in order to achieve drying of the wear lining.
  • the vessel can be designed in the form of an intermediate container of a continuous casting system. In this case, it is expedient if a pouring pipe of the tundish opens into a mold of a continuous casting plant or is located above it.
  • the vessel can also be designed in the form of a distribution channel, which is preferably suitable for use in or with a continuous casting system.
  • a further embodiment of the method according to the invention is used to produce a metallic product by continuous casting, in which a molten metal is poured from a ladle into an intermediate container, the vessel being at least partially equipped with a permanent refractory lining on its inner peripheral surface .
  • An electrical resistance heater is integrated in the intermediate container.
  • at least one element of the electrical resistance heating is now supplied with power in a controlled or regulated manner in order to heat the refractory lining of the intermediate container in the casting operation when there is liquid molten metal in the intermediate container and to heat the molten metal located in the intermediate container to a predetermined temperature to bring or keep.
  • a further embodiment of the method according to the invention is used to produce a metallic product by continuous casting, in which a molten metal is poured from a ladle into an intermediate container, the vessel being at least partially covered on its inner circumferential surface with a permanent refractory lining and a wear lining located above it.
  • An electrical resistance heater is integrated in the intermediate container.
  • at least one element of electrical resistance heating is used controlled or regulated with power in order to heat the wear lining of the intermediate container in the casting operation when there is liquid molten metal in the intermediate container and to bring or maintain the molten metal located in the intermediate container to a predetermined temperature.
  • the invention and the associated method for preparing or producing a metallic product by continuous casting can be used in particular for vessels (preferably in the form of intermediate containers) for storing liquid melts of ferrous metals or non-ferrous metals.
  • the present invention is equally suitable for use in intermediate containers (also called distributors or tundishes) for continuous casting plants, in particular for the materials steel, copper and aluminum, from which slabs, thin slabs, strips, blocks, billets and/or BBL formats can be produced.
  • molten metal or a molten metal is poured into a bottomless mold at a substantially constant speed. This is achieved by arranging a container between a ladle containing the molten metal and the mold itself, which acts as a vessel with a constant pressure of the molten metal. In connection with a continuous casting plant, such a container is usually referred to as an intermediate container or a “tundish”.
  • the level of the liquid metal in the tundish is kept constant by the flow of molten metal from the ladle.
  • the ladle is designed to continuously pour the required amount of molten metal, since the tundish acts as a reservoir for molten metal or for the metal melt.
  • the so-called intermediate container consists of an outer metal jacket and a permanent lining made of fireproof material adjacent to the jacket.
  • a so-called wear layer or a wear lining can be applied over the lining in the form of the fireproof brick lining.
  • This wear lining is also made of fireproof material and thus forms the contact surface for the molten metal, which is filled into the intermediate container in the casting operation.
  • Fig.1 shows a simplified cross-sectional view of a vessel 10 suitable for holding a molten metal.
  • the vessel includes 10 of Fig. 1 a stable outer metal jacket 11.
  • This vessel 10 has the shape of a trough and correspondingly has an inner peripheral surface 12 (cf. Fig. 2 ).
  • the outer metal jacket 11 of the vessel is shown without brick lining and wear lining.
  • the inner peripheral surface 12 of the outer metal jacket 11 of the vessel 10 is equipped with a permanent fireproof lining 13.
  • a wear lining 14 is additionally applied to this lining 13, which then serves as a contact surface with a molten metal when it is filled into the vessel 10 during the casting operation.
  • An essential feature of the present invention is that an electrical resistance heater 15 is integrated into the vessel 10.
  • FIG.6 Such an electrical resistance heater 15 is shown in a symbolically simplified manner, which has at least one heating wire 16 or the like.
  • the electrical resistance heater can be supplied with power either from a direct current source or alternatively from an alternating current source. These alternative voltage sources are shown in the left part of the image by Fig.6 symbolically indicated.
  • Fig. 3-5 Various embodiments of the vessel 10 are shown in a cross-sectional view, which can be an intermediate container of a continuous casting plant.
  • the refractory lining 13 is provided, whereby in the Fig. 3-5 The wall symbolism for this fireproof brickwork 13 is not shown again for the sake of simplicity.
  • the embodiments according to the Fig. 4 and 5 differ from the design of the Fig.3 by the fact that a refractory wear lining 14 is additionally attached to the free surface of the refractory lining 13.
  • the vessel 10 corresponds to the embodiments of the Fig. 4 and 5 that of Fig.1
  • the wear lining 14 can be a fire-resistant plaster layer or the like.
  • the heating wire 16 of the electrical resistance heater 15 is integrated or embedded in the fireproof lining of the vessel 10.
  • the heating wire 16 it is possible for the heating wire 16 to be embedded between the outer metal jacket 11 of the vessel 10 and the fireproof lining 13 attached thereto. In any case, when a voltage is applied to the heating wire 16, the fireproof lining 13 is heated by the energized heating wire 16.
  • a temperature sensor 18 is attached to the side of the outer metal jacket 11, through which an actual temperature of the fireproof brick lining 13 and/or the fireproof wear lining 14 can be detected.
  • the above-mentioned temperature sensor 18 can be in the form of a thermocouple or a pyrometer.
  • an additional temperature sensor 19 is provided outside of it, for example in the form of an infrared camera or a pyrometer, which is aimed at the interior of the vessel 10 (or the intermediate container).
  • an infrared camera or such a pyrometer 19 can also be used in the embodiment of the vessel 10 according to Fig. 3 be provided.
  • the infrared camera or the pyrometer 19 determine the temperature of a molten metal 1 (cf. Fig. 7 ), with which the vessel 10 can be filled.
  • the vessel 10 is connected to a control device 17 for signaling purposes.
  • the temperature sensor 18 and possibly also the temperature sensor 19
  • the electrical resistance heater 15 are connected to the control device 17 with their at least one heating wire 16 or are connected to it in terms of signals. Based on this, it is possible to transmit both the measured values of the temperature sensors 18, 19 to the control device 17 and to control the electrical resistance heater 15 when a voltage is applied by the control device 17.
  • the electrical resistance heater 15 is controlled for the purpose of achieving targeted heating of the vessel 10 (specifically its lining 13 and/or its wear lining 14). This means that a predetermined temperature can be achieved by energizing the heating wire 16 for the fireproof lining 13 and/or the wear lining 14 of the vessel 10.
  • the control of the electrical resistance heater 15 by the control unit 17 can preferably be carried out in a controlled manner, in the manner of a closed control loop, depending on the temperature of the refractory lining 13 of the vessel 10 and/or the refractory wear lining 14 detected by the temperature sensor 18.
  • This makes it possible for the lining 13 and/or the wear lining 14 to be brought to a predetermined temperature or kept at this predetermined temperature by the energized heating wire 16. In the same way, this makes it possible to control the electrical resistance heater 15 in a controlled manner, such that the lining 13 and/or the wear lining 14 are heated for a predetermined period of time.
  • the vessel in the form of the intermediate container 10 according to Fig. 4 or Fig. 5 can also be used as part of a (not fully shown) continuous casting plant.
  • the intermediate container 10 is located below a ladle 2 of the continuous casting plant, with an outlet pipe 3 of the ladle opening into the intermediate container 10 from above or being arranged above the intermediate container 10. This makes it possible to introduce a metal melt 1 from the ladle 2 into the intermediate container 10 through its outlet pipe 3.
  • the intermediate container 10 is arranged above a mold 4 of the continuous casting plant, with a pouring pipe A, which is provided on the underside of the intermediate container 10, opening into the mold 10. It is thus possible to introduce the molten metal 1 from the intermediate container 10 into the mold 4 in a targeted manner through the pouring pipe A.
  • the intermediate container 10 which according to the illustration of Fig.7 used in a continuous casting plant and its operation, is - as above with reference to the Fig. 3-5 already explained - in signal connection with the control unit 17.
  • the temperature measurement values of the temperature sensors 18 and 19 can then be operated by the control unit 17 preferably in the manner of a closed control loop.
  • the temperature of the metal melt 1, which is recorded in the intermediate container 1 during the casting operation of the continuous casting plant, can be detected on the one hand by the temperature sensor 19, which can be designed, for example, in the form of a pyrometer.
  • a diving lance temperature measuring device 20 can also be provided, which is shown in the illustration Fig. 7 is immersed from above into the metal melt 1, preferably only briefly and therefore discontinuously.
  • This diving lance temperature measuring device 20 is also in signal connection with the control device 17, so that the measured values of the diving lance temperature measuring device 20 can be suitably sent to the control device 17 and on the basis of this a regulated operation of the electrical resistance heater 15 by the control device 17 in the manner of a closed Control circuit is possible to reach or maintain a predetermined temperature for the molten metal 1 in the intermediate container 10.
  • a method according to the invention for producing a metallic product by continuous casting is possible, in which a metal melt 1 is poured from the ladle 2 into a vessel in the form of the intermediate container 10, the intermediate container 10 being, as explained, at least partially equipped with a permanent refractory lining 13 on its inner peripheral surface 12.
  • the electrical resistance heater 15 is integrated in the intermediate container 10, at least one element of the electrical resistance heater 15 being supplied with power in a controlled or regulated manner in order to thereby heat the refractory lining 13 of the intermediate container 10 during casting operation when the liquid metal melt 1 is in the intermediate container 10, and to to bring or maintain the molten metal 1 in the intermediate container 10 to a predetermined temperature.
  • the embodiment of the method according to the invention serves according to Fig. 7 the control of the temperature of the metal melt 1 in the intermediate container 10 during the casting operation, preferably in a continuous casting system.
  • the actual temperature of the metal melt 1 in the intermediate container 10 is recorded (preferably via a continuous temperature measurement or via discontinuous immersion lance measurements in the metal melt 1, alternatively via the pyrometer 19 or infrared measurements to record the melting temperature and / or thermocouples 18 in the brick lining 13) and handed over to a control system or the control device 17 for regulation.
  • the temperature of the molten metal 1 via the heating of the lining 13 and the wear lining 14 of the intermediate container 10) can be adjusted or adjusted by additional heating.
  • the aim is to set a desired or predetermined temperature of the metal melt 1 in the intermediate container 10.
  • the primary aim is to raise the possibly reduced melting temperature in the intermediate container 10 to a temperature setpoint, this temperature setpoint being above the liquidus value of the metal melt 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten eines metallischen Produkts durch Stranggießen, bei dem eine Metallschmelze (1) zunächst von einer Pfanne in ein Gefäß (10) einfüllbar ist, wobei das Gefäß (10) an seiner Innenumfangsfläche zumindest teilweise mit einer permanenten feuerfesten Ausmauerung (13) ausgestattet ist. In dem Gefäß (10) ist eine elektrische Widerstandsheizung (15) integriert, wobei mindestens ein Element (16) der elektrischen Widerstandsheizung (15) gesteuert oder geregelt mit Strom versorgt wird, um dadurch die feuerfeste Ausmauerung (13) des Gefäßes (10) vor dessen Einsatz im Gießbetrieb, wenn sich in dem Gefäß (10) noch keine flüssige Metallschmelze (1) befindet, zu erwärmen und für die feuerfeste Ausmauerung (13) eine Trocknung und/oder für das Gefäß (10) eine Vorwärmung auf eine vorbestimmte Temperatur zu erreichen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorbereiten eines metallischen Produkts durch Stranggießen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, und ein Verfahren zum Herstellen eines metallischen Produkts durch Stranggießen nach dem Oberbegriff von Anspruch 5 bzw. 6.
  • Nach dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Bevorratung von flüssigen Metallschmelzen Zwischenbehälter vorzusehen. In gleicher Weise sind solche Zwischenbehälter auch für Stranggießanlagen bekannt. Solche Zwischenbehälter sind für eine ausreichende Temperaturbeständigkeit an deren Innenumfangsfläche in der Regel mit Ausmauerungen und Verschleißfutter ausgestattet. Diesbezüglich ist es bekannt, die Ausmauerungen und/oder das Verschleißfutter von diesen Zwischenbehältern unter Verwendung von Gasbrennern zu trocknen. Eine solche Trocknung erfolgt im Zustellbereich (oder Werkstatt) von Stranggießanlagen.
  • Herkömmlich ist es ebenfalls bekannt, dass die Vorwärmung oder Aufheizung von Zwischenbehältern ebenfalls durch die Nutzung von Gasbrennern erfolgt, vorzugsweise unter Verwendung von Erdgas, Kokereigas, oder auch Hochofengas als Brenngas. Die Vorwärmung erfolgt kurz vor dem Einsatz der Zwischenbehälter in den Produktionsbetrieb der Gießanlage.
  • Die vorstehend genannten technischen Ansätze zum Trocknen oder Erwärmen von Zwischenbehältern unter Verwendung von Gasbrennern als Heizelement weisen folgende Nachteile auf:
    • Unerwünschte CO2-Emissionen bei Trocknung und Vorwärmung von Zwischenbehältern, die die Atmosphäre sowie die Umwelt belasten;
    • Unerwünschte H2O-Emissionen, die durch das Verbrennen von Erdgas oder Kokereigas / Hochofengas entstehen, die dann von der feuerfesten Masse bzw. Ausmauerung aufgenommen und später in die Metallschmelze eindiffundieren, und somit das Qualitätsniveau verschlechtern;
    • Gefahr der Entstehung von sog. "Hot-Spots", die an dem feuerfesten Material der Ausmauerung zu Rissen und nachfolgend zu erhöhtem Verschleiß führen können;
    • Offene Flammen bergen eine erhöhte Brandgefahr und können nicht unbeaufsichtigt bzw. unbeobachtet betrieben werden; und
    • Eine Temperaturregelung von Schmelzen in Zwischenbehältern kann nicht angewendet werden. Die Schmelze ist mit Abdeckpulver bzw. mit einer Schlackenschicht gegen Re-Oxydation geschützt. Somit würden offene Brenner diese Schutzschicht durchbrechen und unerwünschte Nebeneffekte erzielen, beispielsweise ein Reduzieren des Reinheitsgrades des Stahls.
  • Nach dem Stand der Technik ist es weiterhin bekannt, dass für eine in einen Zwischenbehälter einer Stranggießanlage eingefüllte Metallschmelze eine Temperaturregelung während des Gießbetriebes durch die Verwendung von Induktionsheizungen erfolgt. Bei einer Verwendung von induktiven Heizungen bzw. Induktionsspulen im Zwischenbehälter können folgende Nachteile bestehen:
    • Es ist ein antimagnetischer Zwischenbehälter zur Reduzierung der Verluste erforderlich, was zu hohen Fertigungs- und Materialkosten bei der Herstellung der Zwischenbehälter führt; und
    • Induktive Heizungen können für die Trocknung und Erwärmung des feuerfesten Materials der Ausmauerung eines Zwischenbehälters zur Vorbereitung des Gießprozesses nicht angewendet werden.
  • Nach dem Stand der Technik ist es ferner bekannt, bei metallurgischen Gefäßen auch elektrische Widerstandsheizung en einzusetzen. Beispielsweise ist aus CN 105834382B bekannt, im Deckel eines Zwischenbehälters eine elektrische Widerstandsheizung zu integrieren. Hierdurch wird eine Metallschmelze, die in den Zwischenbehälter eingefüllt ist, von oben her erwärmt. Jedoch ist diese Art der Erwärmung insoweit nachteilig bzw. ineffizient, dass die Luftschicht, die sich innerhalb des Zwischenbehälter zwischen der darin eingefüllten Metallschmelze und dem Deckel befindet, eine isolierende Wirkung hat, so dass die Strahlungswärme, die von der elektrischen Widerstandsheizung an der Unterseite des Deckels nach unten in Richtung der Metallschmelze abgestrahlt wird, nur mit Verlusten zu einer Erwärmung der Metallschmelze führt.
  • Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines metallischen Produkts durch Stranggießen und auch die zugehörige Vorbereitung von hierbei eingesetzten Gefäßen durch Verwendung einer elektrischen Widerstandsheizung zu optimieren.
  • Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch ein mit den Merkmalen von Anspruch 1 angegebenes Verfahren gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Die Erfindung sieht ein Verfahren zum Vorbereiten eines metallischen Produkts durch Stranggießen vor, bei dem eine Metallschmelze zunächst von einer Pfanne in ein Gefäß einfüllbar ist, wobei das Gefäß an seiner Innenumfangsfläche zumindest teilweise mit einer permanenten feuerfesten Ausmauerung ausgestattet ist. In dem Gefäß ist eine elektrische Widerstandsheizung integriert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mindestens ein Element der elektrischen Widerstandsheizung gesteuert oder geregelt mit Strom versorgt, um dadurch die feuerfeste Ausmauerung des Gefäßes vor dessen Einsatz im Gießbetrieb, wenn sich in dem Gefäß noch keine flüssige Metallschmelze befindet, zu erwärmen und für die feuerfeste Ausmauerung eine Trocknung und/oder für das Gefäß eine Vorwärmung auf eine vorbestimmte Temperatur zu erreichen.
  • Dem vorstehend genannten erfindungsgemäßen Verfahren liegt die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass es mit Hilfe einer Erwärmung der permanenten feuerfesten Ausmauerung, die durch den Einsatz der elektrischen Widerstandsheizung erreicht wird, möglich ist, dieser Ausmauerung Feuchtigkeit zu entziehen, insbesondere nach einer durchgeführten Neuauskleidung des Gefäßes mit einer solchen Ausmauerung. In gleicher Weise ist es durch den Einsatz der elektrischen Widerstandsheizung möglich, das Gefäß auf eine vorbestimmte Temperatur vorzuwärmen, bevor dann eine Metallschmelze in das Gefäß eingefüllt und durch Stranggießen zu einem metallischen Produkt hergestellt wird. Der letztgenannte Aspekt führt zu dem Vorteil, dass zwischen der Metallschmelze, die mit einer vorbestimmten Temperatur in das Gefäß für eine weitere Bearbeitung eingefüllt wird, und dem Gefäß selber bzw. dessen Innenumfangsfläche nur ein geringer oder bestenfalls kein Temperaturunterschied besteht, so dass der Metallschmelze nach dem Einfüllen das Gefäß keine Wärme entzogen wird und die gewünschte Temperatur der Metallschmelze auch nach dem Einfüllen in das Gefäß bestenfalls erhalten bleibt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass über der feuerfesten Ausmauerung, die an der Innenumfangsfläche des Gefäßes vorgesehen ist, ein feuerfestes Verschleißfutter angebracht ist. Hierbei kann das Verschleißfutter mittels der elektrischen Widerstandsheizung beheizt werden ist, um dadurch für das Verschleißfutter eine Trocknung zu erreichen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Gefäß in Form eines Zwischenbehälters einer Stranggießanlage ausgebildet sein. Für diesen Fall ist es zweckmäßig, wenn ein Ausgussrohr des Zwischengefäßes in eine Kokille einer Stranggießanlage mündet oder sich oberhalb davon befindet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Gefäß auch in Form einer Verteilerrinne ausgebildet sein, die vorzugsweise zum Einsatz bei bzw. mit einer Stranggießanlage geeignet ist.
  • Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, der eine eigenständige Bedeutung zukommt, dient zum Herstellen eines metallischen Produkts durch Stranggießen, bei dem eine Metallschmelze von einer Pfanne in einen Zwischenbehälter eingefüllt wird, wobei das Gefäß an seiner Innenumfangsfläche zumindest teilweise mit einer permanenten feuerfesten Ausmauerung ausgestattet ist. In dem Zwischenbehälter ist eine elektrische Widerstandsheizung integriert. Bei diesem Verfahren wird nun mindestens ein Element der elektrischen Widerstandsheizung gesteuert oder geregelt mit Strom versorgt, um dadurch die feuerfeste Ausmauerung des Zwischenbehälters im Gießbetrieb, wenn sich in dem Zwischenbehälter flüssige Metallschmelze befindet, zu erwärmen und die in dem Zwischenbehälter befindliche Metallschmelze auf eine vorbestimmte Temperatur zu bringen oder zu halten.
  • Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, der eine eigenständige Bedeutung zukommt, dient zum Herstellen eines metallischen Produkts durch Stranggießen, bei dem eine Metallschmelze von einer Pfanne in einen Zwischenbehälter eingefüllt wird, wobei das Gefäß an seiner Innenumfangsfläche zumindest teilweise mit einer permanenten feuerfesten Ausmauerung und einem darüber befindlichen Verschleißfutter ausgestattet ist. In dem Zwischenbehälter ist eine elektrische Widerstandsheizung integriert. Bei diesem Verfahren wird nun mindestens ein Element der elektrischen Widerstandsheizung gesteuert oder geregelt mit Strom versorgt, um dadurch das Verschleißfutter des Zwischenbehälters im Gießbetrieb, wenn sich in dem Zwischenbehälter flüssige Metallschmelze befindet, zu erwärmen und die in dem Zwischenbehälter befindliche Metallschmelze auf eine vorbestimmte Temperatur zu bringen oder zu halten.
  • Die Erfindung und das zugehörige Verfahren zum Vorbereiten bzw. Herstellen eines metallischen Produkts durch Stranggießen kann insbesondere Anwendung finden bei Gefäßen (vorzugsweise in Form von Zwischenbehältern) zur Bevorratung von flüssigen Schmelzen von Eisenmetallen oder auch Nichteisenmetallen. In gleicher Weise eignet sich die vorliegende Erfindung zur Anwendung bei Zwischenbehältern (auch Verteiler oder Tundish genannt) für Stranggießanlagen, insbesondere für die Materialien Stahl, Kupfer und Aluminium, aus denen sich Brammen, Dünnbrammen, Bänder, Blöcke, Knüppel und/oder BBL-Formate erzeugen lassen.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich u.a. durch folgende Aspekte bzw. Merkmale:
    • Unter Verwendung einer elektrischen Widerstandsheizung, die in ein zur Aufnahme von Metallschmelzen geeignetes Gefäß integriert ist, wird eine Trocknung von Ausmauerungen und Verschleißfuttern des Gefäßes und/oder eine Vorwärmung eines solchen Gefäßes (insbesondere in Form eines Zwischenbehälters) vor dem Einsatz im Gießbetrieb mit flüssigen heißen (Metall-)Schmelzen erreicht. Und/oder:
    • Einhalten der Schmelztemperatur in einem definierten Bereich im Zwischenbehälter mit dem Ziel, möglichst konstante Kristallisationsvorgänge während des Gießens zu erreichen. Dies erfolgt über eine integrierte Regelungseinheit (Soll-Ist-Vergleich) der elektrischen Widerstandsheizung(en) bzw. der Temperatur von der flüssigen Metallschmelze im Zwischenbehälter während des Gießprozesses. Und/oder:
    • Durch die Schaffung von möglichst konstanten Temperaturverhältnisse der Metallschmelze in einem definierten Bereich in dem Zwischenbehälter, d.h. kurz vor dem Eintritt in die Stranggießkokille wird eine Qualitätsverbesserung der Gießprodukte erreicht. Und/oder:
    • Das sogenannte "Einfrieren" der Metallschmelze im Zwischenbehälter wird verhindert, indem durch den Einsatz der elektrischen Widerstandsheizung im Gießbetrieb die in den Zwischenbehälter eingebrachte Metallschmelze auf eine Temperatur gebracht oder gehalten wird, die über dem Liquiduswert der Metallschmelze liegt. Anders ausgedrückt, wird durch den Einsatz der elektrischen Widerstandsheizung wirkungsvoll verhindert, dass die Temperatur der Metallschmelze unter die Liquidustemperatur/ Erstarrungsgrenztemperatur oder unter einen zulässigen Temperaturwert über der Liquidustemperatur fällt. Hierdurch kann wirkungsvoll ein unerwünschter Gießabbruch verhindert werden. Und/oder:
    • CO2-Reduktion durch die mögliche Nutzung von klimaneutral erzeugter elektrischer Energie für die Aufgabenstellungen der Trocknung und Vorwärmung von Gefäßen, insbesondere in Form von Zwischenbehältern. Und/oder:
    • Vermeidung von unerwünschten H2O Emissionen, die durch das Verbrennen von Erdgas oder Kokereigas / Hochofengas entstehen und die dann von der feuerfesten Masse der Ausmauerung eines metallurgischen Gefäßes aufgenommen und später in die Metallschmelze eindiffundieren. Und/oder:
    • Verhinderung von sog. "Hot-Spots" durch den Brennfleck, die ansonsten an dem feuerfesten Material zu Rissen und nachfolgend zum erhöhten Verschleiß führen. Und/oder:
    • Regelung der Temperatur der Metallschmelze in einem Zwischenbehälter zur Verbesserung der Gießbedingungen (Erzeugung konstanter Temperaturverhältnisse) und damit erfolgt eine qualitative Verbesserung der in der Stranggießanlage vergossenen Produkte. Und/oder:
    • Verwendung eines einzigen elektrischen Heizsystems für verschiedene mögliche Aufgabenstellungen der Erfindung, nämlich Trocknen, Vorwärmen und Beheizen von Gefäßen insbesondere in Form von Zwischenbehältern.
  • Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer schematisch vereinfachten Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Gefäßes in Form eines Zwischenbehälters, mit einer Ausmauerung und einem darüber befindlichen Verschleißfutter,
    Fig. 2
    eine Querschnittansicht eines äußeren Metallmantels des Gefäßes von Fig. 1,
    Fig. 3
    eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Gefäßes in Form eines Zwischenbehälters mit einer Ausmauerung, wobei in dem Gefäß eine elektrische Widerstandsheizung integriert ist,
    Fig. 4
    eine vereinfachte Querschnittsansicht des Gefäßes von Fig. 1, wobei in dem Gefäß eine elektrische Widerstandsheizung integriert ist,
    Fig. 5
    eine vereinfachte Querschnittsansicht des Gefäßes von Fig. 1 bzw. von Fig. 4, wobei ausserhalb des Gefäßes ein zusätzlicher Temperatursensor vorgesehen ist,
    Fig. 6
    eine symbolisch vereinfachte Darstellung einer elektrischen Widerstandsheizung, die ausweislich der Fig. 3-5 in das Gefäß integriert ist, und
    Fig. 7
    Teile einer Stranggießanlage, wobei hierbei ein Gefäß gemäß der Fig. 3-5 zum Einsatz kommt.
  • Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die Fig. 1-7 bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und der hierzu erforderlichen baulichen Komponenten erläutert, um damit ein Vorbereiten und/oder ein Herstellen eines metallischen Produkts durch Stranggießen durchzuführen. Gleiche Merkmale in der Zeichnung sind jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen. An dieser Stelle wird gesondert darauf hingewiesen, dass die Zeichnung lediglich vereinfacht und insbesondere ohne Maßstab dargestellt ist.
  • Zur Vorbereitung der nachfolgenden Erläuterung der Figuren 1-7 werden an dieser Stelle zunächst einige grundlegende Betrachtungen zum Stranggießen von geschmolzenem Metall angestellt.
  • Beim Stranggießen wird geschmolzenes Metall bzw. eine Metallschmelze mit im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit in eine bodenlose Kokille gegossen. Dies wird erreicht, indem zwischen einer Gießpfanne, welche die Metallschmelze enthält, und der Kokille selbst ein Behälter angeordnet wird, der als Gefäß mit gleichbleibendem Druck der Metallschmelzewirksam wird. Ein solcher Behälter wird im Zusammenhang mit einer Stranggießanlage in der Regel als Zwischenbehälter oder als "Tundish" bezeichnet.
  • Während die Metallschmelze aus dem Zwischenbehälter in die Kokille gegossen wird, wird in dem Zwischenbehälter die Füllstandhöhe des flüssigen Metalls durch nachfließendes geschmolzenes Metall aus der Gießpfanne konstant gehalten. Unter Verwendung eines Zwischenbehälters ist es auch möglich, mehr als eine Pfannenmenge an geschmolzenem Metall kontinuierlich zu gießen, da der Zwischenbehälter als Reservoir für geschmolzenes Metall bzw. für die Metallschmelze wirksam ist.
  • Der sogenannte Zwischenbehälter besteht aus einem äußeren Metallmantel und einer an den Mantel angrenzenden permanenten Auskleidung aus feuerfestem Material. Über der Auskleidung in Form der feuerfesten Ausmauerung kann eine sogenannte Verschleißschicht oder ein Verschleißfutter aufgebracht sein. Dieses Verschleißfutter besteht ebenfalls aus feuerfestem Material und bildet damit dann die Kontaktfläche zur Metallschmelze, die in den Zwischenbehälter im Gießbetrieb eingefüllt wird.
  • Vor dem Hintergrund dieser grundlegenden Betrachtungen zum Stranggießen verstehen sich die Figuren 1-7 wie folgt:
    Fig. 1 zeigt eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Gefäßes 10, das zur Aufnahme einer Metallschmelze geeignet ist.
  • Ausweislich der Fig. 1 und Fig. 2 umfasst das Gefäß 10 von Fig. 1 einen stabilen äußeren Metallmantel 11. Dieses Gefäß 10 hat die Form einer Wanne und weist entsprechend eine Innenumfangsfläche 12 auf (vgl. Fig. 2). In der Fig. 2 ist der äußere Metallmantel 11 des Gefäßes ohne Ausmauerung und Verschleißfutter gezeigt.
  • Wie in der Fig. 1 symbolisch vereinfacht dargestellt, ist die Innenumfangsfläche 12 des äußeren Metallmantels 11 des Gefäßes 10 mit einer permanenten feuerfesten Ausmauerung 13 ausgestattet. Auf dieser Ausmauerung 13 ist zusätzlich ein Verschleißfutter 14 aufgebracht, das dann als Kontaktfläche mit einer Metallschmelze dient, wenn diese im Gießbetrieb in das Gefäß 10 eingefüllt wird.
  • Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass in das Gefäß 10 eine elektrische Widerstandsheizung 15 integriert ist.
  • In Fig. 6 ist eine solche elektrische Widerstandsheizung 15 symbolisch vereinfacht dargestellt, die zumindest einen Heizdraht 16 oder dergleichen aufweist. Die elektrische Widerstandsheizung kann entweder von einer Gleichspannungsquelle oder alternativ von einer Wechselspannungsquelle mit Strom versorgt werden. Diese alternativen Spannungsquellen sind im linken Bildbereich von Fig. 6 symbolisch angedeutet.
  • In den Fig. 3-5 sind verschiedene Ausführungsformen des Gefäßes 10 jeweils in einer Querschnittsansicht dargestellt, bei dem es sich um einen Zwischenbehälter einer Stranggießanlage handeln kann. An der Innenumfangsfläche 12 des äußeren Metallmantels 11 des Gefäßes 10 ist, wie in Fig. 1 symbolisch dargestellt, die feuerfeste Ausmauerung 13 vorgesehen, wobei in den Fig. 3-5 die Mauer-Symbolik für diese feuerfeste Ausmauerung 13 zwecks einer vereinfachten Darstellung nicht nochmals gezeigt ist.
  • Bei der Ausführungsform von Fig. 3 ist an der Innenumfangsfläche 12 des äußeren Metallmantels 11 des Gefäßes 10 lediglich die besagte feuerfeste Ausmauerung 13 angebracht.
  • Die Ausführungsformen gemäß der Fig. 4 und 5 unterscheiden sich von der Ausführungsform der Fig. 3 dadurch, dass auf der freien Oberfläche der feuerfesten Ausmauerung 13 zusätzlich noch ein feuerfestes Verschleißfutter 14 angebracht ist. Insoweit entspricht das Gefäß 10 gemäß der Ausführungsformen der Fig. 4 und 5 jener von Fig. 1. Bei dem Verschleißfutter 14 kann es sich um eine feuerfeste Putzschicht oder dergleichen handeln.
  • Aus den Darstellungen der Fig. 3-5 ist ersichtlich, dass der Heizdraht 16 der elektrischen Widerstandsheizung 15 jeweils in die feuerfeste Ausmauerung des Gefäßes 10 integriert bzw. eingebettet ist. Alternativ hierzu ist es möglich, dass der Heizdraht 16 zwischen dem äußeren Metallmantel 11 des Gefäßes 10 und der daran angebrachten feuerfesten Ausmauerung 13 eingebettet ist. Jedenfalls wird damit beim Anlegen einer Spannung an den Heizdraht 16 erreicht, dass die feuerfeste Ausmauerung 13 durch den bestromten Heizdraht 16 erwärmt wird.
  • Bei den Ausführungsformen des Gefäßes 10 gemäß Fig. 4 und Fig. 5 wird bei einem Anlegen einer Spannung an die elektrische Widerstandsheizung 15 erreicht, dass deren bestromter Heizdraht 16 dann nicht nur die Ausmauerung 13, sondern gleichzeitig auch das daran angebrachte Verschleißfutter 14 erwärmt.
  • Bei allen drei Ausführungsformen des Gefäßes 10 gemäß der Fig. 3-5 ist seitlich an dem äußeren Metallmantel 11 ein Temperatursensor 18 angebracht, durch den eine Ist- Temperatur der feuerfesten Ausmauerung 13 und/oder des feuerfesten Verschleißfutters 14 erfasst werden kann.
  • Der vorstehend genannte Temperatursensor 18 kann in Form eines Thermoelements oder eines Pyrometers ausgebildet ist.
  • Bei der Ausführungsform des Gefäßes 10 gemäß Fig. 5 ist außerhalb davon ein zusätzlicher Temperatursensor 19 vorgesehen, beispielsweise in Form einer Infrarotkamera oder eines Pyrometers, die bzw. das auf den Innenraum des Gefäßes 10 (bzw. des Zwischenbehälters) hin ausgerichtet ist. Eine solche Infrarotkamera bzw. ein solches Pyrometer 19 kann auch bei der Ausführungsform des Gefäßes 10 gemäß der Fig. 3 vorgesehen sein. Damit ist es möglich, dass die Ist-Temperatur der Ausmauerung 13 und/oder des Verschleißfutters 14, die mittels der Erwärmung durch den bestromten Heizdraht 16 erreicht wird, mittels der Infrarotkamera bzw. des Pyrometers 19 erfasst werden kann. In gleicher Weise ist es mit Hilfe der Infrarotkamera bzw. des Pyrometers 19 auch möglich, die Temperatur einer Metallschmelze 1 (vgl. Fig. 7), mit der das Gefäß 10 befüllt werden kann, zu erfassen.
  • Bei allen drei Ausführungsformen gemäß der Fig. 3-5 ist das Gefäß 10 signaltechnisch mit einem Steuergerät 17 verbunden. Konkret bedeutet dies, dass sowohl der Temperatursensor 18 (und ggf. auch der Temperatursensor 19) als auch die elektrische Widerstandsheizung 15 mit ihrem zumindest einen Heizdraht 16 an Steuergerät 17 angeschlossen bzw. hiermit signaltechnisch verbunden sind. Auf Grundlage dessen ist es möglich, sowohl die Messwerte der Temperatursensoren 18, 19 an das Steuergerät 17 zu übertragen als auch die elektrische Widerstandsheizung 15 beim Anlegen einer Spannung durch das Steuergerät 17 anzusteuern. Die Ansteuerung der elektrischen Widerstandsheizung 15 erfolgt zu dem Zweck, dass damit eine gezielte Erwärmung des Gefäßes 10 (und zwar konkret von dessen Ausmauerung 13 und/oder von dessen Verschleißfutter 14) erreicht wird. Dies bedeutet, dass durch die Bestromung des Heizdrahtes 16 für die feuerfeste Ausmauerung 13 und/oder das Verschleißfutter 14 des Gefäßes 10 eine vorbestimmte Temperatur erreicht werden kann.
  • Die Ansteuerung der elektrischen Widerstandsheizung 15 durch das Steuergerät 17 kann in Abhängigkeit von der durch den Temperatursensor 18 erfassten Temperatur der feuerfesten Ausmauerung 13 des Gefäßes 10 und/oder des feuerfesten Verschleißfutters 14 vorzugsweise geregelt erfolgen, nach Art eines geschlossenen Regelkreises. Hierdurch ist es möglich, dass die Ausmauerung 13 und/oder das Verschleißfutter 14 durch den bestromten Heizdraht 16 auf eine vorbestimmte Temperatur gebracht oder auf dieser vorbestimmten Temperatur gehalten werden. In gleicher Weise ist hierdurch eine geregelte Ansteuerung der elektrischen Widerstandsheizung 15 möglich, derart, dass die Ausmauerung 13 und/oder das Verschleißfutter 14 für eine vorbestimmte Zeitdauer erwärmt werden.
  • Unter Bezugnahme auf die vorstehend genannten Ausführungsformen des Gefäßes gemäß der Fig. 3-5 ergeben sich für ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. für den Einsatz der erläuterten elektrischen Widerstandsheizung 15 folgende Betriebssituationen:
    • - Durch die Bestromung des Heizdrahtes 16 der elektrischen Widerstandsheizung 15 wird eine Trocknung der permanenten feuerfesten Auskleidung 13 erreicht (vgl. Fig. 3). Dies ist insbesondere im Anschluss an eine durchgeführte Neuauskleidung der Ausmauerung 13 zweckmäßig: Für diesen Fall muss die Feuchtigkeit der Ausmauerung 13 vor dem späteren Einsatz im Gießbetrieb dem Zwischenbehälter entzogen werden. Hierzu wird die elektrische Widerstandsheizung 15 über das Steuergerät 17 und ggf. zugehörige (nicht gezeigte) Leistungsschaltungen und Umrichter betrieben. Die Trocknung der Ausmauerung 13 erfolgt dann über entsprechende Steuerungsvorgaben an die elektrische Widerstandsheizung 13, wobei diese Steuerungsvorgaben einem erforderlichen bzw. gewünschten Zeit- und Temperaturverlauf entsprechen. Optional kann die Ist-Temperatur der Ausmauerung 13 des Zwischenbehälters 10 durch den Temperatursensor 18 erfasst werden, so dass dann die elektrische Widerstandsheizung 15 durch das Steuergerät 17 nach Art eines geschlossenen Temperaturregelkreises angesteuert bzw. betrieben wird.
    • - Durch die Bestromung des Heizdrahtes 16 der elektrischen Widerstandsheizung 15 wird eine Trocknung des Verschleißfutters 14, welches über dem Dauerfutter bzw. der Ausmauerung 13 zusätzlich angeordnet ist, erreicht (vgl. Fig. 4). Hierzu wird ebenfalls die elektrische Widerstandsheizung 15 über das Steuergerät 17 und ggf. zugehörige (nicht gezeigte) Leistungsschaltungen und Umrichter betrieben. Die Trocknung der Verschleißschicht 14 erfolgt dann über die durch die elektrische Widerstandsheizung 15 durchgeführte Erwärmung der Ausmauerung 13 und über entsprechende Steuerungsvorgaben für das Steuergerät 17, die einem erforderlichen Zeit- und Temperaturverlauf an die elektrische Widerstandsheizung 15 entsprechen. Optional kann die Ist-Temperatur der Ausmauerung 13 des Zwischenbehälters 10 durch den Temperatursensor 18 erfasst werden, wodurch die Ist- Temperatur des Verschleißfutters 14 indirekt erfasst wird. Unter Berücksichtigung dessen wird dann die elektrische Widerstandsheizung 15 durch das Steuergerät 17 nach Art eines geschlossenen Temperaturregelkreises angesteuert bzw. betrieben.
    • - Durch die Bestromung des Heizdrahtes 16 der elektrischen Widerstandsheizung 15 wird für das Gefäß 10 vor dem Gießbetrieb (und dem Einfüllen einer Metallschmelze hinein in das Gefäß 10) eine Vorwärmung erreicht. Hierzu wird die elektrische Widerstandsheizung 15 über das Steuergerät 17 und ggf. zugehörige (nicht gezeigte) Leistungsschaltungen und Umrichter betrieben. Die Vorwärmung des Gefäßes bzw. Zwischenbehälters 10, vorzugsweise auf eine vorbestimmte Temperatur, erfolgt dann über entsprechende Steuerungsvorgaben an die in das Gefäß 10 integrierte elektrische Widerstandsheizung 15, wobei diese Steuerungsvorgaben einem erforderlichen Zeit- und Temperaturverlauf (diese entsprechen. Optional können eingebaute Temperatursensoren (vorzugsweise Thermoelemente, Pyrometer oder Infrarotmesseinrichtungen) die Ist-Temperatur der Ausmauerung 13 des Zwischenbehälters 10 erfassen, wodurch die Temperatur des Verschleißfutters 14 indirekt erfasst wird. Ergänzend oder alternativ ist es möglich, mittels einer Oberflächentemperaturmessung, vorzugsweise durch das Pyrometer 19, die Temperatur des Verschleißfutters 14 direkt zu erfassen. Jedenfalls kann dann unter Berücksichtigung der Temperaturmesswerte der vorstehend genannten Varianten für das Steuergerät 17 ein geschlossener Temperaturregelkreis gebildet werden, um damit die die elektrische Widerstandsheizung 15 zu betreiben
  • In der Fig. 7 ist dargestellt, dass das Gefäß in Form des Zwischenbehälters 10 gemäß Fig. 4 oder Fig. 5 auch als Teil einer (nicht vollständig gezeigten) Stranggießanlage eingesetzt werden kann. Konkret befindet sich für diesen Fall der Zwischenbehälter 10 unterhalb einer Pfanne 2 der Stranggießanlage, wobei ein Auslassrohr 3 der Pfanne von oben her in den Zwischenbehälter 10 mündet bzw. oberhalb des Zwischenbehälters 10 angeordnet ist. Damit ist es möglich, aus der Pfanne 2 durch deren Auslassrohr 3 eine Metallschmelze 1 in den Zwischenbehälter 10 einzubringen.
  • In an sich bekannter Weise ist der Zwischenbehälter 10 oberhalb einer Kokille 4 der Stranggießanlage angeordnet, wobei ein Ausgussrohr A, welches an der Unterseite des Zwischenbehälters 10 vorgesehen ist, in die Kokille 10 einmündet. Damit ist es durch das Ausgussrohr A möglich, die Metallschmelze 1 aus dem Zwischenbehälter 10 gezielt in die Kokille 4 einzubringen.
  • Unterhalb der Kokille 4 schließlich sich dann in bekannter Weise eine stützende Strangführung 5 an, von der in der Fig. 7 zur Vereinfachung nur die ersten beiden Segmentrollen gezeigt sind.
  • Der Zwischenbehälter 10, der gemäß der Darstellung von Fig. 7 bei einer Stranggießanlage und deren Betrieb zum Einsatz gelangt, steht - wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 3-5 bereits erläutert - in Signalverbindung mit dem Steuergerät 17. In dieser Weise ist es einerseits möglich, dass die Temperaturmesswerte der Temperatursensoren 18 und 19 an das Steuergerät 17 geleitet bzw. gesendet werden. Unter Berücksichtigung dieser Temperaturmesswerte kann dann die elektrische Widerstandsheizung 15, die wie erläutert in dem Zwischenbehälter 10 integriert ist, vorzugsweise nach Art eines geschlossenen Regelkreises durch das Steuergerät 17 betrieben werden.
  • Die Temperatur der Metallschmelze 1, die im Gießbetrieb der Stranggießanlage in dem Zwischenbehälter 1 aufgenommen ist, kann einerseits durch den Temperatursensor 19 erfasst werden, der beispielsweise in Form eines Pyrometers ausgebildet sein kann.
  • Hinsichtlich einer verbesserten Messgenauigkeit in Bezug auf die Temperatur der Metallschmelze 1, die sich in dem Zwischenbehälter 10 befindet, kann zusätzlich der Einsatz einer Tauchlanzen-Temperaturmesseinrichtung 20 vorgesehen sein, die ausweislich der Darstellung von Fig. 7 von oben her in die Metallschmelze 1, vorzugsweise nur kurzzeitig und somit diskontinuierlich, eingetaucht wird. Diese Tauchlanzen-Temperaturmesseinrichtung 20 steht ebenfalls in Signalverbindung mit dem Steuergerät 17, so dass die Messwerte der Tauchlanzen-Temperaturmesseinrichtung 20 geeignet an das Steuergerät 17 gesendet werden können und auf Basis dessen ein geregelter Betrieb der elektrischen Widerstandsheizung 15 durch das Steuergerät 17 nach Art eines geschlossenen Regelkreises möglich ist, um für die Metallschmelze 1 in dem Zwischenbehälter 10 eine vorbestimmte Temperatur zu erreichen oder zu halten.
  • Somit ist beim Einsatz des Gefäßes bzw. Zwischenbehälters 10 in Verbindung mit einer Stranggießanlage ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines metallischen Produkts durch Stranggießen möglich, bei dem eine Metallschmelze 1 von der Pfanne 2 in ein Gefäß in Form des Zwischenbehälters 10 eingefüllt wird, wobei der Zwischenbehälter 10 wie erläutert an seiner Innenumfangsfläche 12 zumindest teilweise mit einer permanenten feuerfesten Ausmauerung 13 ausgestattet ist. In dem Zwischenbehälter 10 ist die elektrische Widerstandsheizung 15 integriert ist, wobei mindestens ein Element der elektrischen Widerstandsheizung 15 gesteuert oder geregelt mit Strom versorgt wird, um dadurch die feuerfeste Ausmauerung 13 des Zwischenbehälters 10 im Gießbetrieb, wenn sich in dem Zwischenbehälter 10 die flüssige Metallschmelze 1 befindet, zu erwärmen und die in dem Zwischenbehälter 10 befindliche Metallschmelze 1 auf eine vorbestimmte Temperatur zu bringen oder zu halten.
  • Anders ausgedrückt, dient die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß der Fig. 7 der Regelung der Temperatur der Metallschmelze 1 im Zwischenbehälter 10 während des Gießbetriebes vorzugsweise einer Stranggießanlage. Hierzu wird die Ist-Temperatur der Metallschmelze 1 im Zwischenbehälter 10 erfasst (vorzugsweise über einer Dauertemperaturmessung oder über diskontinuierliche Tauchlanzenmessungen in der Metallschmelze 1, alternativ über das Pyrometer 19 oder Infrarotmessungen zur Erfassung der Schmelztemperatur und/oder von Thermoelementen 18 in der Ausmauerung 13) und einem Steuerungssystem bzw. dem Steuergerät 17 zur Regelung übergeben. Mittels der integrierten elektrischen Widerstandsheizung 15 kann damit die Temperatur der Metallschmelze 1 (über die Erwärmung der Ausmauerung 13 und des Verschleißfutters 14 des Zwischenbehälters 10) durch eine zusätzliche Beheizung eingestellt bzw. angepasst werden. Ziel dabei ist, eine gewünschte bzw. vorbestimmte Temperatur der Metallschmelze 1 in dem Zwischenbehälter 10 einzustellen. Hier soll in erster Linie die ggf. reduzierte Schmelztemperatur im Zwischenbehälter 10 auf einen Temperatursollwert angehoben werden, wobei dieser Temperatursollwert über dem Liquiduswert der Metallschmelze 1 liegt.
  • Schließlich wird darauf hingewiesen, dass bei dem Verfahren gemäß der Ausführungsform von Fig. 7 die Verwendung der verschiedenen Temperaturerfassungen auch über Modellrechnungen verknüpft werden kann, die dann in das Regelungskonzept der elektrischen Widerstandsheizung 15 zur Einstellung der Temperatur der Metallschmelze 1 im Zwischenbehälter 10 eingehen. Dies bedeutet, dass die Temperaturen, die durch die Temperatursensoren 18, 19 erfasst werden, auch über Modellrechnungen in das Regelungskonzept der elektrischen Widerstandsheizung 15 eingehen, um damit die in dem Zwischenbehälter 10 befindliche Metallschmelze 1 auf eine vorbestimmte Temperatur zu bringen oder zu halten.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Schmelze
    2
    Pfanne
    3
    Auslassrohr (der Pfanne)
    4
    Kokille (einer Stranggießanlage)
    5
    stützende Strangführung (einer Stranggießanlage)
    10
    Gefäß (z.B. Zwischenbehälter oder Verteilerrinne)
    11
    Äußerer Metallmantel (des Gefäßes 10)
    12
    Innenumfangsfläche (des Gefäßes 10)
    13
    permanente feuerfeste Ausmauerung
    14
    Verschleißfutter
    15
    elektrische Widerstandsheizung
    16
    Element bzw. Heizdraht (der elektrischen Widerstandsheizung)
    17
    Steuergerät
    18
    Temperatursensor
    19
    Infrarotkamera oder Pyrometer
    20
    Tauchlanzen-Temperaturmesseinrichtung
    A
    Ausgussrohr (des Gefäßes 10)

Claims (15)

  1. Verfahren zum Vorbereiten eines metallischen Produkts durch Stranggießen, bei dem eine Metallschmelze (1) zunächst von einer Pfanne (2) in ein Gefäß (10) einfüllbar ist, wobei das Gefäß (10) an seiner Innenumfangsfläche (12) zumindest teilweise mit einer permanenten feuerfesten Ausmauerung (13) ausgestattet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in dem Gefäß (10) eine elektrische Widerstandsheizung (15) integriert ist, wobei mindestens ein Element der elektrischen Widerstandsheizung (15) gesteuert oder geregelt mit Strom versorgt wird, um dadurch die feuerfeste Ausmauerung (13) des Gefäßes (10) vor dessen Einsatz im Gießbetrieb, wenn sich in dem Gefäß (10) noch keine flüssige Metallschmelze (1) befindet, zu erwärmen und für die feuerfeste Ausmauerung (13) eine Trocknung und/oder für das Gefäß (10) eine Vorwärmung auf eine vorbestimmte Temperatur zu erreichen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über der feuerfesten Ausmauerung (13), die an der Innenumfangsfläche (12) des Gefäßes (10) vorgesehen ist, ein feuerfestes Verschleißfutter (14) angebracht ist, wobei das Verschleißfutter (14) mittels der elektrischen Widerstandsheizung (15) beheizbar ist, um dadurch für das Verschleißfutter (14) eine Trocknung zu erreichen.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß in Form eines Zwischenbehälters (10) ausgebildet ist, vorzugsweise, dass ein Ausgussrohr (A) des Zwischenbehälters (10) in eine Kokille (4) einer Stranggießanlage mündet oder sich oberhalb davon befindet.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß in Form einer Verteilerrinne (10) ausgebildet ist.
  5. Verfahren zum Herstellen eines metallischen Produkts durch Stranggießen, bei dem eine Metallschmelze (1) von einer Pfanne (2) in ein Gefäß in Form eines Zwischenbehälters (10) eingefüllt wird, wobei der Zwischenbehälter (10) an seiner Innenumfangsfläche (12) zumindest teilweise mit einer permanenten feuerfesten Ausmauerung (13) ausgestattet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in dem Zwischenbehälter (10) eine elektrische Widerstandsheizung (15) integriert ist, wobei mindestens ein Element der elektrischen Widerstandsheizung (15) gesteuert oder geregelt mit Strom versorgt wird, um dadurch die feuerfeste Ausmauerung (13) des Zwischenbehälters (10) im Gießbetrieb, wenn sich in dem Zwischenbehälter (10) flüssige Metallschmelze (1) befindet, zu erwärmen und die in dem Zwischenbehälter (10) befindliche Metallschmelze (1) auf eine vorbestimmte Temperatur zu bringen oder zu halten.
  6. Verfahren zum Herstellen eines metallischen Produkts durch Stranggießen insbesondere nach Anspruch 5, bei dem eine Metallschmelze (1) von einer Pfanne (2) in ein Gefäß in Form eines Zwischenbehälters (10) eingefüllt wird, wobei der Zwischenbehälter (10) an seiner Innenumfangsfläche (12) zumindest teilweise mit einer permanenten feuerfesten Ausmauerung (13) und einem darüber befindlichen Verschleißfutter (14) ausgestattet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in dem Zwischenbehälter (10) eine elektrische Widerstandsheizung (15) integriert ist, wobei mindestens ein Element der elektrischen Widerstandsheizung (15) gesteuert oder geregelt mit Strom versorgt wird, um dadurch das Verschleißfutter (14) des Zwischenbehälters (10) im Gießbetrieb, wenn sich in dem Zwischenbehälter (10) flüssige Metallschmelze (1) befindet, zu erwärmen und die in dem Zwischenbehälter (10) befindliche Metallschmelze (1) auf eine vorbestimmte Temperatur zu bringen oder zu halten.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Widerstandsheizung (15) einen Heizdraht (16) umfasst, der in die feuerfeste Ausmauerung (13) des Gefäßes (10) eingebettet ist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Widerstandsheizung (15) einen Heizdraht (16) umfasst, der zwischen einem äußeren Metallmantel (11) des Gefäßes (10) und der daran angebrachten feuerfesten Ausmauerung (13) eingebettet ist.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Widerstandsheizung (15) von einem Steuergerät (17) angesteuert wird, um dadurch für das Gefäß (10) und/oder dessen feuerfeste Ausmauerung (13) eine vorbestimmte Temperatur zu erreichen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Temperatursensor (18) vorgesehen ist, mit dem eine Ist-Temperatur der feuerfesten Ausmauerung (13) des Gefäßes (10) und/oder des feuerfesten Verschleißfutters (14) erfasst wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (18) in Form eines Thermoelements, eines Pyrometers oder einer Infrarotmesseinrichtung (19) ausgebildet ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Widerstandsheizung (15) von dem Steuergerät (17) in Abhängigkeit von der durch den Temperatursensor (18) erfassten Temperatur der feuerfesten Ausmauerung (13) des Gefäßes (10) und/oder des feuerfesten Verschleißfutters (14) geregelt angesteuert wird, derart, dass die Ausmauerung (13) und/oder das Verschleißfutter (14) auf eine vorbestimmte Temperatur gebracht werden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Widerstandsheizung (15) von dem Steuergerät (17) in Abhängigkeit von der durch den Temperatursensor (18) erfassten Temperatur der feuerfesten Ausmauerung (13) des Gefäßes (10) und/oder des feuerfesten Verschleißfutters (14) geregelt angesteuert wird, derart, dass die Ausmauerung (13) und/oder das Verschleißfutter (14) für eine vorbestimmte Zeitdauer erwärmt werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Temperatur, auf welche die in dem Zwischenbehälter (10) befindliche Metallschmelze (1) durch den Einsatz der elektrischen Widerstandsheizung (15) gebracht wird, über dem Liquiduswert der Metallschmelze (1) liegt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, soweit rückbezogen auf einen der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen, die durch den Temperatursensor (18) erfasst werden, auch über Modellrechnungen in das Regelungskonzept der elektrischen Widerstandsheizung (15) eingehen, um damit die in dem Zwischenbehälter (10) befindliche Metallschmelze (1) auf eine vorbestimmte Temperatur zu bringen oder zu halten.
EP23188870.2A 2022-09-29 2023-08-01 Verfahren zum vorbereiten und herstellen eines metallischen produkts durch stranggiessen Pending EP4344803A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022210325.4A DE102022210325A1 (de) 2022-09-29 2022-09-29 Verfahren zum Vorbereiten und Herstellen eines metallischen Produkts durch Stranggießen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4344803A1 true EP4344803A1 (de) 2024-04-03

Family

ID=87553714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23188870.2A Pending EP4344803A1 (de) 2022-09-29 2023-08-01 Verfahren zum vorbereiten und herstellen eines metallischen produkts durch stranggiessen

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4344803A1 (de)
DE (1) DE102022210325A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10326711B4 (de) * 2003-06-11 2008-03-20 Besitzgesellschaft Jacob Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Trocknen einer Auskleidungsmasse
JP2010264485A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Nippon Steel Corp 連続鋳造用タンディッシュ及び連続鋳造方法
CN105834382A (zh) 2015-12-31 2016-08-10 安泰科技股份有限公司 一种用于制备非晶带材的钢液供给系统
CN107790695A (zh) * 2016-09-06 2018-03-13 鞍钢股份有限公司 一种电阻丝加热式中间包及其加热方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10326711B4 (de) * 2003-06-11 2008-03-20 Besitzgesellschaft Jacob Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zum Trocknen einer Auskleidungsmasse
JP2010264485A (ja) * 2009-05-15 2010-11-25 Nippon Steel Corp 連続鋳造用タンディッシュ及び連続鋳造方法
CN105834382A (zh) 2015-12-31 2016-08-10 安泰科技股份有限公司 一种用于制备非晶带材的钢液供给系统
CN107790695A (zh) * 2016-09-06 2018-03-13 鞍钢股份有限公司 一种电阻丝加热式中间包及其加热方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022210325A1 (de) 2024-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1978321B1 (de) Muffelerkennung
EP0193948A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Warmhalten von flüssigen Metallschmelzen
DE2247274A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum eingiessen von stahl beim stranggiessen
EP4344803A1 (de) Verfahren zum vorbereiten und herstellen eines metallischen produkts durch stranggiessen
DE2438611C3 (de) Verfahren und Durchführungsanordnung zum Abgießen von Schmelze
DE19935451A1 (de) Pfannenvorwärmungs-Anzeigesystem
DE3231316A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur steuerung des abgiessens einer schmelze aus einem schmelzenbehaelter mit einer bodenoeffnung
WO2010094266A2 (de) Verfahren und giessanlage zur gerichteten erstarrung eines gusskörpers aus aluminium oder einer aluminiumlegierung
DE2442469B2 (de) Verfahren und vorrichtung zum anfahren eines stranges beim horizontalen stranggiessen
EP0915746A1 (de) Verfahren, vorrichtung und feuerfester ausguss zum angiessen und/oder vergiessen von flüssigen metallen
DE3024709C2 (de)
DE2161461C3 (de) Verfahren zum schmelzmetallurgischen Herstellen von Legierungen für Dauermagnete
AT504574B1 (de) Verfahren zum elektroschlacke umschmelzen von metallen
DE2147548A1 (de) Verfahren zum Feinen und Gießen von Stahl sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE3109589C1 (de) Verfahren zum Gießen von Stahlblöcken
DE2750674A1 (de) Schieberverschluss fuer metallurgische gefaesse, insbesondere fuer schmelz- oder warmhalteoefen
EP0072769B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum induktiven Aufheizen von flüssigen Metallen
DE3640269C1 (en) Method employed in the continuous casting of steel melted in a manner which gives a low hydrogen content
EP3228403A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum warmhalten flüssiger metalle
DE2135289A1 (de)
EP0187227B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Giessen von spröden Metallegierungen
DE2029687A1 (de) Verfahren zum Abgießen von Metall oder Metallegierungen in Stranggußkokillen
DD238202A5 (de) Zufuehrungsvorrichtung in fluessigem metall mit temperaturkontrolle des fluessigmetalls fuer kontinuierlich fortlaufendes giessen eines gusseisenrohres
WO2024013216A1 (de) VERFAHREN ZUM BEHEIZEN, TROCKNEN UND/ODER SINTERN EINES METALLURGISCHEN GEFÄßES UND ANORDNUNG HIERZU
DE2641757A1 (de) Schachtofen mit feuerfester ausmauerung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17P Request for examination filed

Effective date: 20230801

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20240321

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20240523

RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SMS GROUP GMBH