EP4474081A1 - Verfahren zum, insbesondere kontinuierlichen, stranggiessen eines strangs - Google Patents

Verfahren zum, insbesondere kontinuierlichen, stranggiessen eines strangs Download PDF

Info

Publication number
EP4474081A1
EP4474081A1 EP23189818.0A EP23189818A EP4474081A1 EP 4474081 A1 EP4474081 A1 EP 4474081A1 EP 23189818 A EP23189818 A EP 23189818A EP 4474081 A1 EP4474081 A1 EP 4474081A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
closure plug
mold
freedom
molten metal
flow field
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
EP23189818.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Brummayer
Stefan Fuchshumer
Andreas Kugi
Andreas Steinböck
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.)
Voestalpine Stahl GmbH
Original Assignee
Voestalpine Stahl 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 Voestalpine Stahl GmbH filed Critical Voestalpine Stahl GmbH
Priority to EP23189818.0A priority Critical patent/EP4474081A1/de
Publication of EP4474081A1 publication Critical patent/EP4474081A1/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
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
    • B22D41/20—Stopper-rod operating equipment
    • 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
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening

Definitions

  • the invention relates to methods for, in particular, continuous, continuous casting of a strand, in which, in particular when the strand is drawn off, a molten metal flows from a container having a closure plug, in particular an intermediate container, via at least one immersion pouring pipe into the liquid bath of a mold, and in which the volume flow of the molten metal through this immersion pouring pipe is adjusted and/or regulated by a closure plug in that a manipulator connected to the closure plug moves the closure plug in a first degree of freedom, in particular along a first movement path, whereby a flow field is formed in the molten metal from the container into the mold.
  • a symmetrical flow field in the liquid bath is required, which is also expressed in the waviness of the surface of the bath surface of the liquid bath of the mold.
  • disturbances in the flow pattern which result from build-up on the tundish, dip tube and/or sealing plug, etc., lead to increased surface waviness on the bath surface.
  • the WO95/30500A1 propose to move a float back and forth in the liquid bath of the mold move, whereby the molten metal is acted upon fluidically in order to change the flow field formed in the molten metal in the continuous casting plant.
  • the invention therefore has the task of creating a process that enables high-quality continuous casting to be reproduced.
  • the process should be easy to handle.
  • the invention solves the problem by the features of claim 1.
  • the manipulator moves the closure plug in at least one further degree of freedom, which is different from the first degree of freedom, and thus has a fluid-mechanical effect on the molten metal.
  • This additional freedom of movement can open up an opportunity to change the flow field that is formed. This can be done, for example, in order to reproducibly ensure and/or reproducibly ensure a comparatively high-quality continuous casting. For example, this can be used to create a method for, in particular, continuous, continuous casting of a strand with improved reproducibility.
  • the movement of the closure plug in a further degree of freedom is comparatively easy to handle, which makes the process considerably easier.
  • this movement of the manipulator takes place when the strand is drawn off. This can be the case during continuous casting of the strand, where the volume flow of the molten metal through this immersion pouring tube is set and/or regulated by the closure plug, for example in order to set or regulate the bath level to a desired height in the mold.
  • This movement in the at least one further degree of freedom occurs, for example, along a second movement path.
  • the second movement path differs from the first movement path at least in sections.
  • the manipulator can move the closure plug translationally and/or rotationally.
  • a translational movement of the closure plug in at least one translational degree of freedom (x and/or y) can counteract an asymmetric flow field in the mold.
  • a rotational movement of the closure plug in one rotational degree of freedom ( ⁇ x, ⁇ y and/or ⁇ z) can make the flow field in the mold more robust against disturbances.
  • this movement of the closure plug can have a fluidic effect on the molten metal in such a way that the flow field formed changes at least from the container to the mold. This can be used to influence large sections of the continuous casting plant in order to further improve its reproducibility in the production of high-quality continuous casting.
  • the flow field changed in the mold can be used to reduce a waviness of a bath level surface of the liquid bath and/or a fluctuation of a bath level of the liquid bath of the mold.
  • the quality of the continuous casting and the continuously cast slab strand can be further improved by reducing the waviness of the bath surface - this is done by improving the function of a slag layer on the bath surface in the mold.
  • the slag floating on the bath surface in the mold can therefore better absorb impurities that float up from the molten metal and also better shield the molten metal from the surrounding atmosphere.
  • the waviness of the bath surface is, for example, the difference between the maximum and minimum height of the bath surface, viewed in the vertical direction over the entire cross-section of the mold at a specific time during continuous casting.
  • the reduced fluctuation of the bath level can reduce the height deviation of an initial strand shell growth (meniscus) of the strand over the circumference of the mold, which is conducive to a more uniform solidification of the strand in cross-section.
  • a more uniform initial strand shell growth can also further reduce the risk of the initially very thin strand shell in the mold folding over or breaking off.
  • the fluctuation of the bath level for example, is the difference between the maximum and minimum height, seen in the vertical direction, of a point on the bath level surface over a casting time of the continuous casting.
  • the flow field changed in the mold is used to symmetrize two oppositely rotating vortex areas in the liquid bath of the mold.
  • This symmetrization of the vortex areas can be made possible, for example, by moving the closure plug from a centric to an eccentric position relative to the immersion pouring tube.
  • vortex areas in the liquid bath of the mold that are symmetrical to one another can, for example, lead to more symmetrical strand shell growth, which is beneficial to the homogeneity in quality and material properties of the strand.
  • the two oppositely rotating vortex areas in the mold can be formed essentially mirror-symmetrically.
  • the modified flow field is used to remove build-up, for example in the submerged pouring tube.
  • the modified flow field can also be used to prevent build-up, for example in the submerged pouring tube.
  • the removal of build-up can be made possible, for example, by the changed flow field forming a turbulent flow pattern in the area of the build-up.
  • a loss of quality in continuous casting is avoided, which can be the case, for example, due to alumina build-up breaking away ("unclogging") in the area of the control gap.
  • the modified flow field can be used to reduce the amount of molten metal remaining in the container. It is well known that this amount of molten metal is necessary for the continuous casting plant to operate smoothly.
  • the existing flow field can be changed by rotating the sealing plug. This means that continuous casting can be carried out more efficiently and with a smaller amount of molten metal remaining.
  • the volume flow of the molten metal through the immersion pouring tube remains essentially the same in order to ensure a symmetrical flow field in the mold with a constant bath level.
  • the average bath level height in the mold is kept constant. This makes a change in the control strategy of the average bath level unnecessary and thus further simplifies the process.
  • At least one sensor of a device detects the contour of the surface of the bath level, and that the device controls the manipulator to move the closure plug. For example, this makes it possible to react relatively dynamically to asymmetries in the flow field in the mold. If, for example, the sensor detects an asymmetrical waviness of the bath level in the mold, a movement of the closure plug initiated by a control can compensate for this asymmetry in a rapid reaction.
  • the additional degree of freedom is a translational degree of freedom or a rotational degree of freedom.
  • the manipulator moves the closure plug in several, in particular at least two, further degrees of freedom in a translational and/or rotational manner.
  • This can, for example, further increase the possibilities for changing the flow in a static and/or dynamic sense.
  • a cyclical movement of the closure plug can lead to a cyclical change in the flow field, which makes the flow field more robust against disturbances and thus further improves the homogenization of the continuous casting.
  • purge gas exits the closure plug from at least one purge gas opening that opens out of the closure plug, while the closure plug is moved in the at least one further degree of freedom.
  • This purge gas opening is positioned eccentrically on the closure plug, for example. Using the purge gas opening, purge gas can be introduced into the molten metal at a location that changes over time. This can ensure a more homogeneous mixing of purge gas and molten metal and further improve the process.
  • the above can be further improved if the manipulator rotates the closure plug about a rotation axis while the purge gas exits from it.
  • the handling of the method can be made even easier if the manipulator is designed as a robot.
  • the robot for example an articulated arm robot, preferably has six degrees of freedom (6DoF).
  • FIG. 1 A continuous casting plant 1 shows a container 2, namely an intermediate container, with molten metal 3 and a mold 4, which is fluidically connected to the container 2 via a submerged pouring pipe 5.
  • the molten metal 3 flows from the container 2 into the submerged pouring pipe 5 and then into the mold 4, where this leads to a liquid bath 6.
  • the intermediate container in continuous casting plants is often also referred to as a distributor or tundish.
  • a partially solidified strand emerges from the mold 4 and is drawn off from the continuous casting plant, which is not shown in detail.
  • the container 2 is also assigned a closure plug 7, with which the volume flow of the molten metal 3 through the immersion pouring tube 5 is adjusted, namely when the strand is drawn off.
  • This adjustment is carried out by the manipulator 8 moving the closure plug 7 in a translational manner in a first degree of freedom z.
  • the movement path 9 for this runs in a vertical direction and, depending on requirements, the closure plug 7 is moved towards or away from an inflow opening 5a of the immersion pouring tube 5.
  • a locally averaged level P in the mold 4 is kept essentially constant.
  • a flow field u x,y,z,t is formed in the molten metal 3.
  • a flow field u x,y,z,t is a vector field that assigns to each spatial point (x, y, z) in a flow the flow velocity v(x, y, z) as a function of time t.
  • this metal melt 3 is acted upon in a fluid-mechanically expanded manner by means of the closure plug 7.
  • the manipulator 8 moves the closure plug 7 in at least one further degree of freedom x, y, ⁇ x, ⁇ y and/or ⁇ z along a second movement path 11.
  • the further degree of freedom x, y, ⁇ x, ⁇ y and/or ⁇ z is different from the first degree of freedom z.
  • the movement takes place while the molten metal 3 flows through the immersion pouring tube into the liquid bath 6 of the mold when the strand is drawn off from the container 2, and the strand is thus continuously cast.
  • the gap area between the closure plug 7 and the inlet opening 5a of the immersion pouring tube 5 does not change, the gap remains constant during the movement of the closure plug 7 along the second movement path 11, the volume flow of the molten metal 3 through the immersion pouring tube 5 is essentially the same. This ensures a constant average level P at the liquid bath 6 in the mold 4.
  • a device 18 is used to detect a contour of the surface 21a of the molten metal 3 in the mold 4, as in Fig. 2
  • an undesirable surface waviness W can be detected by measuring the distance to the liquid bath 6.
  • the device 18 subsequently controls the manipulator 8 accordingly in order to reduce the surface waviness W of the liquid bath 6 via the movement of the closure plug 7.
  • the closure plug 7 can be moved translationally and rotationally in the translational and rotational degrees of freedom x, y, z, ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z.
  • a translational degree of freedom x, y, z can be made possible by a translation axis of the manipulator 8 or by its rotation axes.
  • a translational degree of freedom x, y, z can be made possible, for example, by a rotation axis of the manipulator 8.
  • the manipulator 8 is formed by a robot 17, namely an articulated arm robot (RRR design), with six degrees of freedom (6DoF) and has six non-redundant axes 10a, 10b, 10c, 10d, 10e and 10f, namely rotation axes.
  • the manipulator can therefore move the closure plug 7 in the translational degrees of freedom x, y, z and in the rotational degrees of freedom cpz, cpy, cpz.
  • the closure plug 7 can thus be moved, for example, around the inlet opening 5a of the immersion pouring tube 5.
  • a purge gas 16 is introduced into the molten metal 3 from a purge gas opening 15 of the closure plug 7.
  • This purge gas opening 15 is arranged centrally on the closure plug 7.
  • a build-up 20 can be seen in the immersion pouring pipe 5.
  • This build-up 20 is located in a first side pipe 5b of the two side pipes 5b, 5c, which are connected to a central main pipe 5d of the immersion pouring pipe 5, and disadvantageously leads to asymmetrical flow conditions in the mold 4 - which can be seen from the fact that a flow shape 19a in the first side pipe 5b that is transverse to the pipe axis differs significantly from a flow shape 19b in the second side pipe 5c that is transverse to the pipe axis.
  • An increased waviness W* of the surface 21 of the bath level 21* is the result, as can be seen in Fig. 3a shown in dashed lines.
  • an asymmetrical surface 21a forms on the bath surface 21 - this is essentially characterized by the formed or existing flow field with asymmetrical flow conditions in the liquid bath 6 with a WDR (Weak Double Roll) 22 on one side and with an SDR (Strong Double Roll) 23 on the opposite side.
  • the existing flow field u x,y,z,t of the molten metal 3 in the mold 4 is changed by moving the closure plug 7 from the centric position opposite the inflow opening 5a of the immersion pouring tube 5 in the x/y plane, namely by shifting it in the y direction as shown - as shown in Fig. 3b can be seen. Meanwhile, the molten metal 3 flows from the container 2 via the immersion pouring pipe 5 into the liquid bath 6 of the mold 4.
  • the now eccentric annular gap creates locally different flow velocities and flow rates, which leads to an asymmetrical flow field in the immersion pouring pipe 5.
  • the asymmetrical flow field in the immersion pouring pipe before the movement of the closure plug 7 is shown in the immersion pouring pipe with dashed lines. This creates different pressures at the inlets of the two side pipes 5b, 5c, which results in an equal total volume flow through both side pipes despite different cross-sectional areas.
  • This symmetrical and stable mold flow ensures two essentially equal double rolls 23 on both sides of the mold 4. This also significantly reduces the waviness W of the bath level 21, as shown in Fig. 3a starting from a waviness W* to the waviness W.
  • a gas-laden liquid steel flow can be seen, which liquid steel flow can be created, for example, when gas is loaded through the closure plug 7, which creates a flow shape in the main pipe 5d of the immersion pouring pipe 5 that is asymmetrical to the pipe axis.
  • the formed flow field u x,y,z,t of the molten metal 3 in the mold 4 is changed and for this purpose the closure plug 7 is moved in the x/y plane relative to the inflow opening 5a of the immersion pouring tube 5, namely as in Fig. 4b shown shifted back and forth in the y-direction.
  • This preferably periodic movement of the closure plug 7 in the further degree of freedom y along the second translational movement path 11 changes the flow field formed.
  • a weak, periodically fluctuating flow in the mold 4 across the immersion pouring tube 5 can be counteracted by a preferably periodic back and forth movement of the closure plug 7 in the y-direction.
  • the formed flow field u x,y,z,t of the molten metal 3 in the mold 4 is changed by rotating the closure plug 7 about the z-axis relative to the inflow opening 5a of the immersion pouring tube 5.
  • the manipulator 8 thus moves the closure plug 7 with a third degree of freedom ⁇ z along a second rotational movement path 11, while the molten metal 3 flows from the container 2 via the immersion pouring tube 5 into the liquid bath 6 of the mold 4.
  • This rotation of the closure plug 7 around the z-axis influences the flow in the molten metal 3. This can generate or increase vortices in the flow field. These vortices reduce the susceptibility to caking. In addition, these vortices increase the momentum and speed of the flow, which leads to higher shear stresses compared to the stationary environment. Existing caking can thus be released. “Unclogging” can thus be avoided, which ensures the quality of the continuous casting.
  • purge gas 16 exits from the closure plug 7 through a purge gas opening 15 that opens eccentrically on the closure plug 7, while the closure plug 7 is moved along the second movement path 11.
  • This eccentric purge gas addition via one or more purge gas openings of the rotating
  • undesirable caking e.g. of alumina
  • the rotation of the closure plug 7 about the z-axis can also stabilize the flow shape of the flow field and make it more robust against disturbances.
  • the remaining amount of molten metal 3 in the container 2 is reduced, which remaining amount is necessary for trouble-free operation of the continuous casting plant.
  • the flow field u x,y,z,t of the molten metal 3 in the mold 4 is changed by rotating the closure plug 7 about the z-axis relative to the inlet opening 5a of the immersion pouring tube 5. This weakens the existing vortex in the container, which is caused by Coriolis acceleration due to the rotation of the earth. The risk of surface contamination on the surface of the container being carried into the pouring channel is thus reduced. Longer pouring and thus a higher yield from a container filling can be achieved.
  • this rotating movement of the closure plug 7 prevents or at least reduces fluctuations in the bath level 21 in the mold 4, which fluctuations can be triggered, for example, by alumina deposits breaking away (so-called "unclogging") in the area of the control gap.
  • the changed flow field u x,y,z,t can prevent the deposition of alumina particles due to additionally induced wall shear stresses that result from a rotation of the closure plug 7.
  • purge gas 16 can also be introduced into the molten metal 3 via the closure plug 7 for cleaning purposes.

Landscapes

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

Abstract

Es wird ein Verfahren zum, insbesondere kontinuierlichen, Stranggießen eines Strangs gezeigt. Um reproduzierbar einen qualitativ hochwertigen Strangguss zu ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass der Manipulator (8), während, insbesondere beim Abzug des Strangs, die Metallschmelze (3) vom Behälter (2) über das Tauchgießrohr in das Flüssigkeitsbad (6) der Kokille (4) fließt, den Verschlussstopfen (7) in zumindest einem weiteren Freiheitsgrad (x, y, ϕx, ϕy, ϕz), der zum ersten Freiheitsgrad (z) verschieden ist, insbesondere entlang einer zweiten Bewegungsbahn (11), bewegt und damit auf die Metallschmelze (3) strömungsmechanisch einwirkt, um das ausgebildete Strömungsfeld (u<sub>x,y,z,t</sub>) zu verändern.

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren zum, insbesondere kontinuierlichen, Stranggießen eines Strangs, bei dem, insbesondere bei einem Abzug des Strangs, eine Metallschmelze von einem, einen Verschlussstopfen aufweisenden Behälter, insbesondere Zwischenbehälter, über mindestens ein Tauchgießrohr in das Flüssigkeitsbad einer Kokille fließt, und bei dem der Volumenstrom der Metallschmelze durch dieses Tauchgießrohr von einem Verschlussstopfen eingestellt und/oder geregelt wird, indem ein mit dem Verschlussstopfen verbundener Manipulator den Verschlussstopfen in einem ersten Freiheitsgrad, insbesondere entlang einer ersten Bewegungsbahn, bewegt, wodurch sich in der Metallschmelze ein Strömungsfeld vom Behälter bis in die Kokille ausbildet.
  • Es ist bekannt ( EP0564674A1 ), die Höhe des Badspiegels (oftmals auch Gießspiegel genannt) eines Flüssigkeitsbads in einer Kokille einer Stranggießanlage mithilfe eines Verschlussstopfens einzustellen, indem dieser koaxial zu einer Einströmöffnung eines Tauchgießrohrs bewegt wird, welches Tauchgießrohr in die Kokille mündet. Die Bewegung des Verschlussstopfens erfolgt entlang einer ersten linearen Bewegungsbahn mit einem Manipulator, der den Verschlussstopfen in einem ersten Freiheitsgrad z entlang einer ersten Bewegungsbahn vertikal bewegt.
  • Für einen vergleichsweise qualitativ hochwertigen Strangguss bedarf es unter anderem auch eines symmetrischen Strömungsfelds im Flüssigkeitsbad, was sich auch in der Welligkeit der Oberfläche des Badspiegels des Flüssigkeitsbads der Kokille ausdrückt. So führen beispielsweise Störungen im Strömungsmuster, welche sich beispielsweise durch Anbackungen am Verteiler (Tundish), Tauchrohr und/oder Verschlussstopfen etc. ergeben, zu einer erhöhten Oberflächenwelligkeit am Badspiegel. Zu Reduktion einer Oberflächenwelligkeit des Badspiegels schlägt die WO95/30500A1 vor, einen Schwimmer im Flüssigkeitsbad der Kokille hin und her zu bewegen, wodurch auf die Metallschmelze strömungsmechanisch eingewirkt wird, um das ausgebildete Strömungsfeld in der Metallschmelze in der Stranggießanlage zu verändern. Dies ist jedoch vergleichsweise konstruktiv aufwendig und wartungsintensiv, zumal selbst Anbackungen und/oder Ausscheidungen am Schwimmer zu befürchten sind, welche bei einem Ablösen den Strangguss beeinträchtigen können. Zudem ist die Ansteuerung oder Regelung solch eines Schwimmers vergleichsweise komplex. Eine ähnliche Maßnahmen ist auch aus der WO00/02685A1 bekannt.
  • Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, mit dem reproduzierbar ein qualitativ hochwertiger Strangguss ermöglicht wird. Zudem soll das Verfahren einfach handzuhaben sein.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Indem der Manipulator, während die Metallschmelze vom Behälter über das Tauchgießrohr in das Flüssigkeitsbad der Kokille fließt, den Verschlussstopfen in zumindest einem weiteren Freiheitsgrad, der zum ersten Freiheitsgrad verschieden ist, bewegt und damit auf die Metallschmelze strömungsmechanisch einwirkt, kann diese zusätzliche Bewegungsfreiheit eine Möglichkeit eröffnen, das ausgebildete Strömungsfeld zu verändern. Dies beispielsweise, um damit reproduzierbar für einen vergleichsweise qualitativ hochwertigen Strangguss zu sorgen und/oder diesen reproduzierbar sicherzustellen. Beispielsweise kann damit ein Verfahren zum, insbesondere kontinuierlichen, Stranggießen eines Strangs mit einer verbesserten Reproduzierbarkeit geschaffen werden.
    Zudem ist die Bewegung des Verschlussstopfens in einem weiteren Freiheitsgrad vergleichsweise einfach handzuhaben, was das Verfahren erheblich erleichtert. Auch kann im Gegensatz zum Stand der Technik auf vergleichsweise aufwendige zusätzliche Mittel für strömungsmechanische Maßnahmen in der Kokille verzichtet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann daher nicht nur reproduzierbar einen qualitativ hochwertigen Strangguss sicherstellen, sondern ist auch handhabungsfreundlich in der Anwendung und konstruktiv vergleichsweise einfach zu realisieren.
  • Vorzugsweise erfolgt diese Bewegung des Manipulators beim Abzug des Strangs. Dies kann beim Stranggießen des Strangs der Fall sein, bei dem der Volumenstrom der Metallschmelze durch dieses Tauchgießrohr vom Verschlussstopfen eingestellt und/oder geregelt wird, beispielsweise damit den Badspielgel auf eine Sollhöhe in der Kokille einzustellen oder einzuregeln.
    Diese Bewegung in dem zumindest einen weiteren Freiheitsgrad erfolgt beispielsweise entlang einer zweiten Bewegungsbahn. Die zweite Bewegungsbahn ist zur ersten Bewegungsbahn zumindest abschnittsweise unterschiedlich.
    Der Manipulator kann den Verschlussstopfens translatorisch und/oder rotatorisch bewegen. Beispielsweise kann mit einer translatorischen Bewegung des Verschlussstopfens in mindestens einem translatorischen Freiheitsgrad (x und/oder y) einem in der Kokille bestehenden asymmetrischen Strömungsfeld entgegengewirkt werden. Beispielsweise kann mit einer rotativen Bewegung des Verschlussstopfens in einem rotatorischen Freiheitsgrad (ϕx, ϕy und/oder ϕz) das Strömungsfeld in der Kokille gegenüber Störungen robuster ausgebildet werden.
  • Da der Verschlussstopfen diese Veränderung am Strömungsfeld vornimmt, kann beispielsweise bei dieser Bewegung der Verschlussstopfen auf die Metallschmelze derart strömungsmechanisch einwirken, dass sich das ausgebildete Strömungsfeld zumindest vom Behälter bis in die Kokille verändert. Damit kann auf weite Abschnitte der Stranggießanlage Einfluss genommen werden, um damit deren Reproduzierbarkeit in der Herstellung eines qualitativ hochwertigen Stranggusses weiter zu verbessern.
  • Vorzugsweise kann mit dem in der Kokille veränderten Strömungsfeld eine Welligkeit einer Badspiegeloberfläche des Flüssigkeitsbads und/oder eine Schwankung eines Badspiegels des Flüssigkeitsbads der Kokille reduziert werden.
    Beispielsweise ist durch die reduzierte Welligkeit der Badspiegeloberfläche die Qualität des Stranggusses und des stranggegossenen Brammenstrangs weiter verbesserbar - dies, indem die Funktion einer Schlackenschicht auf dem Badspiegel in der Kokille verbessert wird. Jene am Badspiegel in der Kokille schwimmende Schlacke kann somit Verunreinigungen, die aus der Metallschmelze aufschwimmen, verbessert aufnehmen und auch die Metallschmelze gegenüber Umgebungsatmosphäre verbessert abschirmen. Die Welligkeit der Badspiegeloberfläche ist beispielsweise die Differenz aus maximaler und minimaler Höhe der Badspiegeloberfläche, und zwar in vertikaler Richtung gesehen über den gesamten Querschnitt der Kokille zu einem bestimmten Zeitpunkt beim Strangguss.
    Beispielsweise kann durch die reduzierte Schwankung des Badspiegels, jene über den Umfang der Kokille gesehene Höhenabweichung eines initialen Strangschalenwachstums (Meniskus) des Strangs vermindert werden, was einer gleichmäßigeren Erstarrung des Strangs im Querschnitt gesehen förderlich ist. Auch kann ein gleichmäßigeres initiales Strangschalenwachstum die Gefahr weiter verringern, dass jene in der Kokille anfänglich sehr dünne Strangschale umklappt oder abreißt.
    Die Schwankung des Badspiegels ist beispielsweise die Differenz aus maximaler und minimaler Höhe, und zwar in vertikaler Richtung gesehen eines Punkts an der Badspiegeloberfläche über eine Gussdauer des Stranggusses.
  • Vorzugsweise werden mit dem in der Kokille veränderten Strömungsfeld zwei einander entgegengesetzt drehende Wirbelgebiete im Flüssigkeitsbad der Kokille symmetriert. Diese Symmetrierung der Wirbelgebiete kann beispielsweise durch eine Bewegung des Verschlussstopfens von einer zentrischen zu einer exzentrischen Anstellung zum Tauchgießrohr ermöglicht werden. Zudem können zueinander symmetrische Wirbelgebiete im Flüssigkeitsbad der Kokille beispielsweise zu einem symmetrischeren Strangschalenwachstum führen, was der Homogenität in Qualität und Materialeigenschaften am Strang förderlich ist. Beispielsweise können damit die zwei einander entgegengesetzt drehenden Wirbelgebiete in der Kokille im Wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgebildet werden.
  • Vorzugsweise werden mit dem veränderten Strömungsfeld Anbackungen, beispielsweise im Tauchgießrohr, gelöst. Alternativ kann das veränderte Strömungsfeld auch dazu verwendet werden, Anbackungen, beispielsweise im Tauchgießrohr, zu verhindern.
  • Das Lösen von Anbackungen kann beispielsweise ermöglicht werden, indem das veränderte Strömungsfeld im Bereich der Anbackungen eine turbulente Strömungsform ausbildet. Durch das Vermeiden oder Lösen von Anbackungen wird unter anderem ein Qualitätsverlust im Strangguss vermieden, was beispielsweise durch wegbrechende Tonerde-Anbackungen ("Unclogging") im Bereich des Regelspalts der Fall sein kann.
  • Zudem kann beispielsweise mit dem veränderten Strömungsfeld eine Restmenge an Metallschmelze im Behälter reduziert werden. Bekanntermaßen ist jene Restmenge für einen störungsfreien Betrieb der Stranggießanlage notwendig. Beispielsweise kann das bestehende Strömungsfeld durch eine drehende Bewegung des Verschlussstopfens verändert werden. Der Strangguss kann dadurch effizienter und mit geringer Restmenge durchgeführt werden.
  • Vorzugsweise bleibt während der Bewegung des Verschlussstopfens in dem zumindest einen weiteren Freiheitsgrad der Volumenstrom der Metallschmelze durch das Tauchgießrohr im Wesentlichen gleich, um damit bei gleichbleibendem Badspiegel ein symmetrisches Strömungsfeld in der Kokille sicherzustellen. Damit kann unter anderem der Mittelwert der Badspiegelhöhe in der Kokille konstant gehalten werden. Dies macht eine Änderung der Regelungsstrategie des mittleren Badspiegels überflüssig und erleichtert damit das Verfahren weiter.
  • Zur weiteren Verbesserung der Regelung des strömungsmechanischen Einflusses der Bewegung in dem zumindest einen weiteren Freiheitsgrad auf das Strömungsfeld kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Sensor einer Einrichtung die Kontur der Oberfläche des Badspiegels erfasst, und dass die Einrichtung den Manipulator zur Bewegung des Verschlussstopfens ansteuert. Beispielsweise kann damit vergleichsweise dynamisch auf Asymmetrien im Strömungsfeld in der Kokille reagiert werden. Stellt beispielsweise der Sensor eine asymmetrische Welligkeit des Badspiegels in der Kokille fest, kann eine durch eine Regelung veranlasst Bewegung des Verschlussstopfens reaktionsschnell diese Asymmetrie kompensieren.
  • Für eine Veränderung des ausgebildeten Strömungsfelds der Metallschmelze im Tauchgießrohr und/oder in der Kokille kann es ausreichend sein, wenn der weitere Freiheitsgrad ein translatorischer Freiheitsgrad oder ein rotatorischer Freiheitsgrad ist.
  • Vorzugsweise bewegt der Manipulator den Verschlussstopfen in mehreren, insbesondere zumindest zwei, weiteren Freiheitsgraden translatorisch und/oder rotatorisch. Dies kann beispielsweise die Möglichkeiten in der Veränderung der Strömung in statischem und/oder dynamischem Sinne weiter erhöhen. Beispielsweise kann eine zyklische Bewegung des Verschlussstopfens zu einer zyklischen Änderung des Strömungsfelds führen, was das Strömungsfeld robuster gegen Störungen macht und damit die Homogenisierung des Stranggusses weiter verbessert.
  • Vorzugsweise tritt am Verschlussstopfen aus zumindest einer am Verschlussstopfen ausmündenden Spülgasöffnung Spülgas aus, während der Verschlussstopfen in dem zumindest einen weiteren Freiheitsgrad bewegt wird. Diese Spülgasöffnung ist beispielsweise am Verschlussstopfen exzentrisch positioniert.
    Mithilfe der Spülgasöffnung kann sohin Spülgas an zeitlich veränderlicher Stelle in die Metallschmelze eingebracht werden. Dies kann zu einer homogeneren Vermischung von Spülgas und Metallschmelze sorgen und das Verfahren weiter verbessern.
  • Vorstehendes kann weiter verbessert werden, wenn der Manipulator den Verschlussstopfen um eine Drehachse dreht, während aus diesem das Spülgas austritt.
  • Die Handhabung des Verfahrens kann weiter erleichtert werden, wenn der Manipulator als Roboter ausgebildet ist. Vorzugsweise weist der Roboter, beispielsweise Gelenkarmroboter, sechs Freiheitsgrade (6DoF) auf.
  • In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand mehrerer Ausführungsvarianten näher dargestellt. Es zeigen
    • Fig. 1 eine teilweise Darstellung einer Stranggießanlage mit einem Manipulator zur Bewegung eines Verschlussstopfens nach dem Stand der Technik,
    • Fig. 2 die Stranggießanlage nach Fig. 1 mit einem Manipulator zur erfindungsgemäßen Bewegung des Verschlussstopfens,
    • Figuren 3a, 3b ein erstes Verfahrensbeispiel zur Reduktion einer Oberflächenwelligkeit eines Badspiegels in einer Kokille,
    • Figuren 4a, 4b ein zweites Verfahrensbeispiel zur Stabilisierung von periodisch schwankenden Strömung,
    • Figuren 5a, 5b ein drittes Verfahrensbeispiel zur Vermeidung und/oder zur Lösung von Anbackungen und
    • Figuren 6a, 6b ein viertes Verfahrensbeispiel zur Reduktion einer Restmenge an Metallschmelze 3 im Behälter 2 der Stranggießanlage.
  • Nach Fig. 1 ist von einer Stranggießanlage 1 ein Behälter 2, nämlich Zwischenbehälter, mit Metallschmelze 3 und eine Kokille 4 dargestellt, die über ein Tauchgießrohr 5 mit dem Behälter 2 strömungsmechanisch verbunden ist. Die Metallschmelze 3 fließt vom Behälter 2 in das Tauchgießrohr 5 und dann in die Kokille 4, wo dieses zu einem Flüssigkeitsbad 6 führt. Der Zwischenbehälter wird bei Stranggießanlagen auch oftmals auch als Verteiler oder Tundish bezeichnet. Aus der Kokille 4 tritt ein nicht näher dargestellter teilerstarrter Strang aus, der von der Stranggussanlage abgezogen wird, was nicht näher dargestellt ist.
    Dem Behälter 2 ist auch ein Verschlussstopfen 7 zugeordnet, mit dem der Volumenstrom der Metallschmelze 3 durch das Tauchgießrohr 5 eingestellt wird, und zwar beim Abziehen des Strangs. Diese Einstellung erfolgt, indem der Manipulator 8 den Verschlussstopfen 7 in einem ersten Freiheitsgrad z translatorisch bewegt. Die Bewegungsbahn 9 hierzu verläuft in vertikaler Richtung und je nach Bedarf wird Verschlussstopfen 7 zu einer Einströmöffnung 5a des Tauchgießrohrs 5 zu oder weg bewegt. Durch dieses strömungsmechanische Einwirken auf die Metallschmelze 3 wird eine örtlich gemittelte Pegelhöhe P in der Kokille 4 im Wesentlichen konstant gehalten. Dabei bildet sich in der Metallschmelze 3 ein Strömungsfeld ux,y,z,t aus.
  • Im Allgemeinen wird erwähnt, dass ein Strömungsfeld ux,y,z,t ein Vektorfeld ist, das jedem Raumpunkt (x, y, z) in einer Strömung die Strömungsgeschwindigkeit v(x, y, z) in Abhängigkeit von der Zeit t zuordnet.
  • Erfindungsgemäß wird auf diese Metallschmelze 3 mit Hilfe des Verschlussstopfens 7 strömungsmechanisch erweitert eingewirkt. Dies erfolgt, indem - wie in Fig. 2 dargestellt - der Manipulator 8 den Verschlussstopfen 7 in zumindest einem weiteren Freiheitsgrad x, y, ϕx, ϕy und/oder ϕz entlang einer zweiten Bewegungsbahn 11 bewegt. Der weitere Freiheitsgrad x, y, ϕx, ϕy und/oder ϕz ist zum ersten Freiheitsgrad z verschieden.
    Die Bewegung erfolgt, während die Metallschmelze 3 beim Abziehen des Strangs vom Behälter 2 über das Tauchgießrohr in das Flüssigkeitsbad 6 der Kokille fließt, und damit der Strang kontinuierlich gegossen wird. Damit wird auf die Strömung 12 der in das Tauchgießrohr 5 einfließenden Metallschmelze 3 strömungsmechanisch eingewirkt, und zwar derart, dass sich damit das ausgebildete Strömungsfeld ux,y,z,t der Metallschmelze 3 im Tauchgießrohr 5 und/oder in der Kokille 4 verändert, um damit die Reproduzierbarkeit des Stranggießens zu verbessern.
    So ist in Fig. 2 zu erkennen, dass mithilfe des sich entlang der zweiten Bewegungsbahn 11 geführten Verschlussstopfens 7 auf das in der Symmetrie gestörte Strömungsfelds 13 strömungsmechanisch eingewirkt wird. Dies ist zudem auch vergleichsweise dynamisch, was reproduzierbar einen qualitativ hochwertigen Strangguss ermöglicht. Beispielsweise kann damit die Welligkeit W der Oberfläche 21a des Badspiegels 21 des Flüssigkeitsbads 6 der Kokille 4 reduziert werden, wie in Fig. 3a zu erkennen.
  • Da sich die Spaltfläche zwischen Verschlussstopfen 7 und Einströmöffnung 5a des Tauchgießrohrs 5 nicht verändert, bleibt während der Bewegung des Verschlussstopfens 7 entlang der zweiten Bewegungsbahn 11 der Volumenstrom der Metallschmelze 3 durch das Tauchgießrohr 5 im Wesentlichen gleich. Dies stellt einen gleichbleibenden mittleren Pegel P am Flüssigkeitsbad 6 in der Kokille 4 sicher.
  • Vorteilhaft werden mehrere Sensoren 14 einer Einrichtung 18 zur Erfassung einer Kontur der Oberfläche 21a der Metallschmelze 3 in der Kokille 4 verwendet, wie in Fig. 2 zu erkennen. Beispielsweise kann durch eine Abstandsmessung zum Flüssigkeitsbad 6 eine unerwünschte Oberflächenwelligkeit W erfasst werden. Die Einrichtung 18 steuert in weiterer Folge den Manipulator 8 dementsprechend an, um die Oberflächenwelligkeit W des Flüssigkeitsbads 6 über die Bewegung des Verschlussstopfens 7 zu reduzieren.
  • Wie zudem der Fig. 2 zu entnehmen ist, kann der Verschlussstopfen 7 translatorisch und rotatorisch in den translatorischen und rotatorischen Freiheitsgraden x, y, z, ϕx, ϕy, ϕz bewegt werden.
    Beispielsweise kann ein translatorischer Freiheitsgrad x, y, z durch eine Translationsachse des Manipulators 8 oder durch dessen Rotationsachsen ermöglicht werden. Ein translatorischer Freiheitsgraden x, y, z kann beispielsweise durch eine Rotationsachse des Manipulators 8 ermöglicht werden.
  • Wie in Fig. 2 zu erkennen, wird der Manipulator 8 durch einen Roboter 17, nämlich Gelenkarmroboter (RRR-Bauform), mit sechs Freiheitsgrade (6DoF) ausgebildet und weist hierfür sechs nicht redundante Achsen 10a, 10b, 10c, 10d, 10e und 10f, nämlich Rotationsachsen, auf. Damit kann der Manipulator den Verschlussstopfen 7 in den translatorisch Freiheitsgraden x, y, z und in den rotatorischen Freiheitsgraden cpz, cpy, cpz bewegen.
    Der Verschlussstopfen 7 kann damit beispielsweise um die Einströmöffnung 5a des Tauchgießrohrs 5 bewegt werden.
  • Zudem wird während dieser Bewegung aus einer Spülgasöffnung 15 des Verschlussstopfen 7 ein Spülgas 16 in die Metallschmelze 3 eingetragen. Diese Spülgasöffnung 15 ist am Verschlussstopfen 7 zentrisch angeordnet.
  • In den Figuren 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b, 6a und 6b sind exemplarisch vier Verfahrensbeispiele zur Veränderung des ausgebildeten bzw. bestehenden Strömungsfelds ux,y,z,t einer Metallschmelze 3 in einer Stranggießanlage 1 dargestellt.
    • Erstes Verfahrensbeispiel:
  • Nach Figur 3a ist eine Anbackung 20 im Tauchgießrohr 5 zu erkennen. Diese Anbackung 20 befindet sich in einem ersten Seitenrohr 5b der beiden Seitenrohre 5b, 5c, die an ein zentrisches Hauptrohr 5d des Tauchgießrohrs 5 anschließen, und führt nachteilig zu unsymmetrischen Strömungsverhältnissen in der Kokille 4 - was daran zu erkennen ist, dass sich eine quer zur Rohrachse ergebende Strömungsform 19a im ersten Seitenrohr 5b deutlich von einer sich quer zur Rohrachse ergebenden Strömungsform 19b im zweiten Seitenrohr 5c unterscheidet. Eine erhöhte Welligkeit W* der Oberfläche 21 des Badspiegels 21* ist die Folge, wie dies - in Fig. 3a strichliert eingezeichnet - zu erkennen ist. Außerdem bildet sich am Badspiegel 21 eine asymmetrische Oberfläche 21a aus - dies im Wesentlichen geprägt durch das ausgebildete bzw. bestehende Strömungsfeld mit asymmetrischen Strömungsverhältnissen im Flüssigkeitsbad 6 mit einer WDR (Weak Double Roll) 22 auf dessen einer Seite und mit einer SDR (Strong Double Roll) 23 auf dessen gegenüberliegenden Seite.
  • Erfindungsgemäß wird das bestehende Strömungsfeld ux,y,z,t der Metallschmelze 3 in der Kokille 4 verändert, indem der Verschlussstopfen 7 aus der zentrischen Lage gegenüber der Einströmöffnung 5a des Tauchgießrohrs 5 in der x/y-Ebene bewegt wird, nämlich wie dargestellt in y-Richtung verschoben wir - wie dies in Fig. 3b zu erkennen ist. Währenddessen fließt die Metallschmelze 3 vom Behälter 2 über das Tauchgießrohr 5 in das Flüssigkeitsbad 6 der Kokille 4.
  • Durch den nunmehr exzentrischen Ringspalt entstehen lokal unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten und Durchflüsse, was zu einem asymmetrischen Strömungsfeld im Tauchgießrohr 5 führt. Das asymmetrische Strömungsfeld im Tauchgießrohr vor der Bewegung des Verschlussstopfens 7 ist im Tauchgießrohr strichliert eingezeichnet. Dadurch entstehen unterschiedliche Drücke an den Eingängen der beiden Seitenrohre 5b, 5c, was trotz unterschiedlicher Querschnittsflächen einen gleichen Gesamtvolumenstrom durch beide Seitenrohre bewirkt. Mit dieser symmetrischen und stabilen Kokillenströmung werden zwei im Wesentlichen gleichen Double Roll 23 auf beiden Seiten der Kokille 4 sichergestellt. Dies reduziert zudem die Welligkeit W des Badspiegels 21 erheblich, wie in Fig. 3a ausgehend von einer Welligkeit W* auf die Welligkeit W zu erkennen.
    • Zweites Verfahrensbeispiel:
  • Nach Fig. 4a ist eine gasbeladene Flüssigstahlströmung, welche Flüssigstahlströmung beispielsweise bei Gasbeladung durch den Verschlussstopfen 7 entstehen kann, zu erkennen, die im Hauptrohr 5d des Tauchgießrohrs 5 eine Strömungsform asymmetrisch zur Rohrachse erzeugt. Dies führt im Flüssigkeitsbad 6 zu einer WDR (Weak Double Roll) 22 auf dessen einen Seite und zu einer SDR (Strong Double Roll) 23 auf dessen gegenüberliegenden Seite.
  • Nachteilig zeigen sich durch das bestehende Strömungsfeld ux,y,z,t lokal starke Änderungen in der Welligkeit der Oberfläche 21a des Badspiegels 21, deren Amplitude sich über die Zeit ändert und auch resonant schwingen kann, was die Qualität des Stranggusses erheblich reduziert.
  • Erfindungsgemäß wird das ausgebildete Strömungsfeld ux,y,z,t der Metallschmelze 3 in der Kokille 4 verändert und hierfür der Verschlussstopfen 7 gegenüber der Einströmöffnung 5a des Tauchgießrohrs 5 in der x/y-Ebene bewegt, nämlich wie in Fig. 4b dargestellt in y-Richtung hin und her verschoben. Dieses vorzugsweise periodische Bewegung des Verschlussstopfens 7 im weiteren Freiheitsgrad y entlang der zweiten translatorischen Bewegungsbahn 11 verändert das ausgebildete Strömungsfeld.
  • Einerseits führt dies - wie bereits auch zum ersten Verfahrensbeispiel beschrieben - zu einer symmetrischen und stabilen Kokillenströmung mit zwei im Wesentlichen gleichen Double Rolls 23 auf beiden Seiten der Kokille 4. Auch werden damit Schwankungen am Badspiegel 21 verringert.
  • Andererseits kann durch ein, vorzugsweise periodisches, Hin- und Herbewegen des Verschlussstopfens 7 in y-Richtung einer schwachen über das Tauchgießrohrs 5 hinweg periodisch schwankenden Strömung in der Kokille 4 entgegengewirkt werden.
    • Drittes Verfahrensbeispiel:
  • Nach den Figuren 5a und 5b ist die Qualität des Stranggusses aufgrund eines Lösens von Anlagerungen im Bereich des Regelspalts zwischen Verschlussstopfen 7 und Tauchgießrohr 5 vermindert, was auch unter "Unclogging" bekannt ist.
  • Erfindungsgemäß wird das ausgebildete Strömungsfeld ux,y,z,t der Metallschmelze 3 in der Kokille 4 verändert, indem der Verschlussstopfen 7 gegenüber der Einströmöffnung 5a des Tauchgießrohrs 5 um die z-Achse gedreht wird. Der Manipulator 8 bewegt damit den Verschlussstopfen 7 mit einem dritten Freiheitsgrad ϕz entlang einer zweiten rotatorischen Bewegungsbahn 11, während die Metallschmelze 3 vom Behälter 2 über das Tauchgießrohr 5 in das Flüssigkeitsbad 6 der Kokille 4 fließt.
  • Durch diese Drehung des Verschlussstopfen 7 um die z-Achse wird die Strömung in der Metallschmelze 3 beeinflusst. Damit können Wirbel im Strömungsfeld erzeugt oder verstärkt werden. Diese Wirbel reduzieren die Anfälligkeit für Anbackungen. Zudem erhöhen diese Wirbel Impuls und Geschwindigkeit der Strömung, was zu höheren Scherspannungen gegenüber der feststehenden Umgebung führt. Bestehende Anbackungen können damit losgelöst werden. "Unclogging" kann damit vermieden werden, was die Qualität des Stranggusses sicherstellt.
  • Zudem tritt am Verschlussstopfen 7 aus einer am Verschlussstopfen 7 exzentrisch ausmündenden Spülgasöffnung 15 Spülgas 16 aus, während der Verschlussstopfen 7 entlang der zweiten Bewegungsbahn 11 bewegt wird. Mit dieser exzentrischen Spülgaszugabe über eine oder mehrere Spülgasöffnungen des rotierenden Verschlussstopfens 7 in unmittelbarer Nähe der Grenzfläche zwischen Feuerfestoberflächen der Stranggießanlage 1 und der Metallschmelze 3 kann insbesondere eine unerwünschte Anbackungen (z. B. von Tonerde) an der mit Metallschmelze 3 benetzten Feuerfestoberflächen der Stranggießanlage 1 verhindert werden. Auch kann sich durch die Drehung des Verschlussstopfens 7 um die z-Achse die Strömungsform des Strömungsfelds stabilisieren und diese so robuster gegenüber Störungen ausgebildet werden.
    • Viertes Verfahrensbeispiel:
  • Nach den Figuren 6a und 6b wird die Restmenge an Metallschmelze 3 im Behälter 2 reduziert, welche Restmenge für einen störungsfreien Betrieb der Stranggießanlage notwendig ist. Hierzu wird das Strömungsfeld ux,y,z,t der Metallschmelze 3 in der Kokille 4 verändert, indem der Verschlussstopfen 7 gegenüber der Einströmöffnung 5a des Tauchgießrohrs 5 um die z-Achse gedreht wird. Damit wird der bestehende Wirbel im Behälter, der durch Coriolisbeschleunigung zufolge der Erddrehung entsteht, abschwächt. Die Gefahr, dass oberflächliche Verunreinigungen am Spiegel des Behälters in den Gießkanal mitgerissen werden, ist so reduziert. Ein längeres Gießen und sohin mehr Ausbeute aus einer Behälterfüllung kann erreicht werden.
  • Zudem werden durch diese drehende Bewegung des Verschlussstopfens 7 Schwankungen des Badspiegels 21 in der Kokille 4 vermieden oder zumindest reduziert, welche Schwankungen beispielsweise durch wegbrechende Tonerde-Anbackungen (sogenanntes "Unclogging") im Bereich des Regelspalts ausgelöst werden können. Das veränderte Strömungsfeld ux,y,z,t kann nämlich Ablagerung von Tonerde-Partikel aufgrund von zusätzlich induzierten Wandschubspannungen, die aus einer Drehung des Verschlussstopfens 7 resultieren, vermeiden.
  • Optional kann für Reinigungszwecke auch zusätzlich noch über den Verschlussstopfen 7 Spülgas 16 in die Metallschmelze 3 eingetragen werden.
  • Im Allgemeinen wird festgehalten, dass "insbesondere" als "more particularly" ins Englische übersetzt werden kann. Ein Merkmal, dem "insbesondere" vorangestellt ist, ist als fakultatives Merkmal zu betrachten, das weggelassen werden kann, und stellt damit keine Einschränkung, beispielsweise der Ansprüche, dar. Das Gleiche gilt für "vorzugsweise", ins Englische übersetzt als "preferably".

Claims (13)

  1. Verfahren zum, insbesondere kontinuierlichen, Stranggießen eines Strangs, bei dem, insbesondere bei einem Abzug des Strangs,
    eine Metallschmelze (3) von einem, einen Verschlussstopfen (7) aufweisenden Behälter (2), insbesondere Zwischenbehälter, über mindestens ein Tauchgießrohr (5) in das Flüssigkeitsbad (6) einer Kokille (4) fließt und hierbei der Volumenstrom der Metallschmelze (3) durch dieses Tauchgießrohr (5) von einem Verschlussstopfen (7) eingestellt und/oder geregelt wird, indem ein mit dem Verschlussstopfen (7) verbundener Manipulator (8) den Verschlussstopfen (7) in einem ersten Freiheitsgrad (z), insbesondere entlang einer ersten Bewegungsbahn (9), bewegt, wodurch
    sich in der Metallschmelze (3) ein Strömungsfeld (ux,y,z,t) zumindest vom Behälter (2) bis in die Kokille (4) ausbildet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Manipulator (8), während, insbesondere beim Abzug des Strangs, die Metallschmelze (3) vom Behälter (2) über das Tauchgießrohr in das Flüssigkeitsbad (6) der Kokille (4) fließt, den Verschlussstopfen (7) in zumindest einem weiteren Freiheitsgrad (x, y, ϕx, ϕy, ϕz), der zum ersten Freiheitsgrad (z) verschieden ist, insbesondere entlang einer zweiten Bewegungsbahn (11), bewegt und damit auf die Metallschmelze (3) strömungsmechanisch einwirkt, um das ausgebildete Strömungsfeld (ux,y,z,t) zu verändern.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei dieser Bewegung der Verschlussstopfen (7) auf die Metallschmelze (3) derart strömungsmechanisch einwirkt, dass sich das ausgebildete Strömungsfeld (ux,y,z,t) zumindest vom Behälter (2) bis in die Kokille (4) verändert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem in der Kokille (4) veränderten Strömungsfeld (ux,y,z,t) eine Welligkeit (W) einer Badspiegeloberfläche (21a) des Flüssigkeitsbads (6) und/oder eine Schwankung eines Badspiegels (21) des Flüssigkeitsbads (6) der Kokille (4) reduziert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem in der Kokille (4) veränderten Strömungsfeld (ux,y,z,t) zwei zueinander entgegengesetzt drehende Wirbelgebiete (DR) im Flüssigkeitsbad (6) der Kokille (4) symmetriert werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem veränderten Strömungsfeld (ux,y,z,t) Anbackungen, insbesondere im Tauchgießrohr (5), gelöst oder verhindert werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem veränderten Strömungsfeld (ux,y,z,t) eine Restmenge an Metallschmelze (3) im Behälter (2) reduziert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass während der Bewegung des Verschlussstopfens (7) in dem zumindest einen weiteren Freiheitsgrad (x, y, ϕx, ϕy, ϕz) der Volumenstrom der Metallschmelze (3) durch das Tauchgießrohr (5) im Wesentlichen gleich bleibt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensor (14) einer Einrichtung (18) die Kontur der Oberfläche (21a) des Badspiegels (21) erfasst, und dass die Einrichtung (18) den Manipulator (8) zur Bewegung des Verschlussstopfens (7) ansteuert.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Freiheitsgrad (x, y, ϕx, ϕy, ϕz) ein translatorischer Freiheitsgrad (x, y) oder ein rotatorischer Freiheitsgrad (ϕx, ϕy, ϕz) ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (8) den Verschlussstopfen (7) in mehreren, insbesondere zumindest zwei, weitere Freiheitsgraden (x, y, ϕx, ϕy, ϕz) translatorisch und/oder rotatorisch bewegt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Verschlussstopfen (7) aus zumindest einer am Verschlussstopfen (7), vorzugsweise exzentrisch, ausmündenden Spülgasöffnung (15) Spülgas (16) austritt, während der Verschlussstopfen (7) in dem zumindest einen weiteren Freiheitsgrad (x, y, ϕx, ϕy, ϕz) bewegt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (8) den Verschlussstopfen (7) um eine Drehachse (ϕx, ϕy, ϕz) dreht, während aus diesem das Spülgas (16) austritt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (8) als Roboter (17), insbesondere mit sechs Freiheitsgraden (6DoF), ausgebildet ist.
EP23189818.0A 2023-08-04 2023-08-04 Verfahren zum, insbesondere kontinuierlichen, stranggiessen eines strangs Pending EP4474081A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP23189818.0A EP4474081A1 (de) 2023-08-04 2023-08-04 Verfahren zum, insbesondere kontinuierlichen, stranggiessen eines strangs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP23189818.0A EP4474081A1 (de) 2023-08-04 2023-08-04 Verfahren zum, insbesondere kontinuierlichen, stranggiessen eines strangs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4474081A1 true EP4474081A1 (de) 2024-12-11

Family

ID=87557474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23189818.0A Pending EP4474081A1 (de) 2023-08-04 2023-08-04 Verfahren zum, insbesondere kontinuierlichen, stranggiessen eines strangs

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP4474081A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3952922A (en) * 1975-06-27 1976-04-27 General Motors Corporation Precessing bottom pour stopper having swinging movement
EP0564674A1 (de) 1992-04-06 1993-10-13 Zimmermann &amp; Jansen GmbH Verfahren zum Anfahren einer Stranggiessanlage
WO1995030500A1 (en) 1994-05-07 1995-11-16 British Steel Plc Continuous casting moulds
WO2000002685A1 (de) 1998-07-07 2000-01-20 Sms Demag Ag Verfahren und vorrichtung zur einflussnahme auf die strömung einer flüssigen metallschmelze
CN102985196A (zh) * 2010-03-19 2013-03-20 Sms西马格股份公司 用于关闭冶金容器的流出口的装置和方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3952922A (en) * 1975-06-27 1976-04-27 General Motors Corporation Precessing bottom pour stopper having swinging movement
EP0564674A1 (de) 1992-04-06 1993-10-13 Zimmermann &amp; Jansen GmbH Verfahren zum Anfahren einer Stranggiessanlage
WO1995030500A1 (en) 1994-05-07 1995-11-16 British Steel Plc Continuous casting moulds
WO2000002685A1 (de) 1998-07-07 2000-01-20 Sms Demag Ag Verfahren und vorrichtung zur einflussnahme auf die strömung einer flüssigen metallschmelze
CN102985196A (zh) * 2010-03-19 2013-03-20 Sms西马格股份公司 用于关闭冶金容器的流出口的装置和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69229707T2 (de) Kontrolliertes Verfahren zur Erzeugung eines pulverisierten Metalltropfenstrahls
DE3301788C2 (de)
DE69325107T2 (de) Vorrichtung zur strömungsregelung um vortexbildung zu vermeiden
DE2709727C3 (de) Einrichtung zum Auswechseln von Gießrohren an Gießgefäßen beim Stranggießen
DE69004264T2 (de) Magnetsteuerung eines schmelzsystems.
DE69401811T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur regelung des metallspiegels in einer strangusskokille
DE2902096A1 (de) Abgiessen von metallschmelzen in eine stranggusskokille
DE19512209C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Einfüllen metallischer Schmelze in eine Kokille
DE1817067B1 (de) Einrichtung zum abscheiden von verunreinigungen aus fluessi gem stahl waehrend des stranggiessens und ein verfahren dazu
EP0019114B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Stranggiessen von mehreren Strängen
DE3049053C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Abtrennung von Schlacke und zum Ausgießen einer Stahlschmelze aus einem Behälter
EP4474081A1 (de) Verfahren zum, insbesondere kontinuierlichen, stranggiessen eines strangs
DE2032602C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Stranggießen von Fäden aus einer anorganischen Schmelze niedriger Viskosität
DE2012691B2 (de) Anwendung eines verfahrens zum vergiessen von eisenmetallen auf das vergiessen aluminiumberuhigter staehle
DE69015873T2 (de) Steuern eines Gussstroms.
DE69702268T2 (de) Stranggiessanlage
EP4192639B1 (de) Vorrichtung zur automatischen steuerung einer stopfengiessvorrichtung sowie anlage zum chargieren, schmelzen und giessen von metall und metall-legierungen unter vakuum und/oder schutzgasatmosphäre
DE60114779T2 (de) Verbessertes tauchrohr für das stranggiessen
DE2321064A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum giessen metallischer rohre
AT508790B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum vergiessen von metallischer schmelze zu stranggegossenen vorprodukten in einer stranggiessmaschine
DE4403536C2 (de) Verfahren zum Gießen von Metallschmelze
DE2342067A1 (de) Blasform fuer bodenblasende frischbehaelter
DE2749405A1 (de) Metallstranggiessverfahren, insbesondere stahlstranggiessverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
RU2315681C2 (ru) Способ непрерывной разливки прямоугольных стальных слитков и устройство для его осуществления
EP0900609B1 (de) Tauchgiessrohr zum Einleiten von Schmelze aus einem Giess- oder Zwischenbehälter in eine Kokille

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: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

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

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

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20250611