EP4563263A1 - Vorrichtung und verfahren zum kühlen eines giessstrangs in einer stranggiessanlage - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum kühlen eines giessstrangs in einer stranggiessanlage Download PDF

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EP4563263A1
EP4563263A1 EP24213249.6A EP24213249A EP4563263A1 EP 4563263 A1 EP4563263 A1 EP 4563263A1 EP 24213249 A EP24213249 A EP 24213249A EP 4563263 A1 EP4563263 A1 EP 4563263A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support roller
spray nozzle
liquid
type
cast strand
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
EP24213249.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ina HÜLLEN
Dirk Letzel
Oliver Hofmann
Jürgen Friedrich
Thomas Heimann
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 EP4563263A1 publication Critical patent/EP4563263A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
    • B22D11/225—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould for secondary cooling
    • 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
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D11/124—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cooling
    • B22D11/1246—Nozzles; Spray heads
    • 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
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1287—Rolls; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for cooling a cast strand in a continuous casting plant according to the preamble of claim 1, and to a corresponding method according to the preamble of claim 13.
  • the secondary cooling of a continuous casting plant is usually operated using spray or cooling water, whereby the amount of water applied to the surfaces of the cast strand is adjusted based on target temperature curves.
  • target temperature curves can vary depending on the material being cast and, for example, depending on specific cooling zones of the supporting strand guide and/or the casting speed.
  • an appropriate target temperature curve is then selected, and the secondary cooling for applying the spray or cooling water to the surfaces of the cast strand to be cooled is adjusted.
  • a conventional approach in the area of secondary cooling involves directing all the cooling water between the support rollers of the supporting strand guide of a continuous casting plant in order to achieve maximum cooling for a cast strand or slab.
  • the support rollers of a supporting strand guide are not directly sprayed, thus explicitly precluding direct roller cooling by secondary cooling water.
  • the invention is based on the object of specifically influencing the temperature of at least one support roller of a supporting strand guide during the continuous casting of metallic products and, in the process, also preventing its contamination.
  • a device according to the present invention serves to cool a cast strand in a continuous casting plant with a supporting strand guide having a plurality of support rollers. These support rollers are arranged next to one another, as seen in a transport direction of the cast strand.
  • the device according to the invention specifically comprises at least one spray nozzle of a first type, which is arranged adjacent to the supporting strand guide in such a way that a cooling liquid can be applied through this spray nozzle at least onto one surface of the cast strand.
  • the device according to the invention comprises at least one spray nozzle of a second type, which is arranged adjacent to an associated support roller in such a way that a cooling or cleaning liquid can be applied through this spray nozzle onto an outer surface of the associated support roller.
  • the present invention is based on the essential finding that a liquid can be applied to an outer surface of at least one support roller in a targeted manner by an associated spray nozzle of a second type.
  • a liquid can be applied to an outer surface of at least one support roller in a targeted manner by an associated spray nozzle of a second type.
  • Such application of liquid to the outer surface of this at least one support roller not only cools this support roller but also contributes to cleaning this support roller, preventing deposits (so-called "black stones”) from forming on it.
  • the present invention also provides a method for cooling a cast strand in a continuous casting plant with a supporting strand guide having a plurality of support rollers as seen along a transport direction of the cast strand.
  • a liquid is sprayed from spray nozzles arranged adjacent to the supporting strand guide onto at least one surface of the cast strand.
  • a liquid is also applied from at least one spray nozzle to an outer surface of at least one support roller as a function of at least one operating parameter or at least one state variable of the continuous casting plant in order to thereby clean and/or cool this support roller.
  • the operating parameter of a continuous casting plant mentioned therein can be, for example, the selected casting speed.
  • the mentioned state variable of the continuous casting plant can be, for example, a temperature of at least one support roller, either on its outer surface and/or in its core area, at a specific position along the supporting strand guide of the continuous casting plant.
  • the present invention is based on the essential finding that a liquid is not only sprayed onto the surface of the cast strand through a plurality of spray nozzles, but also, depending on at least one operating parameter or at least one state variable of a continuous casting plant used, onto an outer surface of at least one support roller, in order to thereby clean and/or cool this support roller.
  • the effect that this also contributes to the cleaning of this support roller has a beneficial effect on the resulting quality of the cast strand produced.
  • a spray nozzle of the second type can be positioned adjacent to an associated support roller of the supporting strand guide in such a way that a spray direction along which a liquid is dispensed from this spray nozzle of the second type runs exactly through the axis of rotation of the associated support roller.
  • the supply of liquid to the spray nozzles of the device according to the invention is effected via at least one supply line to which these spray nozzles are connected.
  • the spray nozzles of the first and second types can each be connected to a common central supply line for the supply of liquid. This then results in these two types of spray nozzles being jointly supplied with this liquid from the central supply line.
  • a supply line can be integrated into a spray beam arranged adjacent to the supporting strand guide of a continuous casting plant.
  • At least one spray nozzle of the second type is connected to a supply line for the supply of cooling or cleaning fluid.
  • a control valve is arranged between the supply line and at least one spray nozzle of the second type, by means of which control valve the amount of fluid flowing in the direction of at least one spray nozzle of the second type can be adjusted.
  • a plurality of spray nozzles of the second type are connected to a control valve and are thus jointly supplied with liquid by this control valve. This has the advantage that a smaller number of control valves is required, which advantageously leads to lower manufacturing costs.
  • At least one spray nozzle of the second type can be designed as a two-fluid nozzle. This makes it possible to increase the cooling performance by using higher air pressure without causing more liquid (or splash water) to reach the surface of the cast strand.
  • At least one spray nozzle of the first type which is arranged adjacent to the supporting strand guide in such a way that a cooling liquid is applied at least to one surface of the cast strand through this spray nozzle, can be displaced in the transport direction of the cast strand or opposite to this transport direction into an adapted second operating position, wherein the liquid is then also applied to an outer surface of at least one support roller through this spray nozzle of the first type in its adapted second operating position.
  • the aforementioned dual function with respect to a spray nozzle of the first type when the liquid applied therewith is applied both to the surface of the cast strand and to the outer surface of a support roller, can be achieved in the same way by displacing such a spray nozzle of the first type into an adapted first operating position, namely by moving it perpendicular to the transport direction of the cast strand.
  • This means that the distance of such a spray nozzle of the first type relative to the surface of the cast strand is deliberately increased, so that the Spray cone, which forms for the liquid at an outlet opening of this spray nozzle, then also acts on the outer surface of at least one support roller.
  • a liquid can be applied from at least one spray nozzle to an outer surface of at least one support roller if the casting speed is or becomes lower than a predetermined speed limit.
  • this speed limit can be 3 m/min.
  • the liquid which is also applied to the outer surface of at least one support roller if the casting speed falls below the predetermined speed limit (e.g., 3 m/min)
  • the advantage is achieved that either fewer or, ideally, no deposits or "black stones" form on the outside of this support roller.
  • At least one support roller can be equipped with an electric motor drive, and a torque for driving this support roller is measured, whereby a liquid is also applied from at least one spray nozzle onto an outer surface of at least one support roller if the torque for driving this support roller and/or the current consumption of the motor drive required for this exceeds a predetermined value. If deposits or "black stones" should form on a driven support roller during operation of a continuous casting plant, this generally results in such a support roller running "out of round,” resulting in an increased torque or current consumption. Exceeding a predetermined value for this torque or current consumption is a clear indication of the occurrence of deposits. on the outer surface of a support roller, which is then counteracted by applying liquid to the outer surface of this support roller.
  • a rotational speed of at least one support roller is measured, wherein a liquid is also applied from at least one spray nozzle onto an outer surface of this support roller if the rotational speed of this support roller corresponds to a linear speed parallel to the transport direction of the cast strand that is lower than the casting speed of the cast strand.
  • a deviation in the rotational speed of a support roller compared to the transport or casting speed of the cast strand is a clear indication that deposits or "black stones" have formed on the outer surface of this support roller, which can then be effectively counteracted or remedied by applying liquid to the outer surface of this support roller.
  • a temperature on an outer surface of at least one support roller is determined, wherein a liquid is also applied from at least one spray nozzle onto the outer surface of at least this support roller if the temperature on its outer circumferential surface exceeds a predetermined first temperature limit value.
  • this predetermined first temperature limit value can be 450 °C.
  • this predetermined first temperature limit value which according to this development of the method according to the invention should not be exceeded for a support roller, is to be understood against the background that such a support roller can have a coating on its outer surface, which could otherwise be damaged, i.e. at temperatures of, for example, > 450 °C.
  • the targeted application of liquid onto an outer surface of such a support roller for example from at least one spray nozzle of the first type and/or at least one spray nozzle of the second type, advantageously ensures that during operation of a continuous casting plant the temperature of such a support roller on its outer surface always remains lower than the predetermined first temperature limit value (of e.g. 450 °C).
  • the predetermined first temperature limit can be approximately 450 °C.
  • the predetermined first temperature limit can also be, for example, 440 °C or 460 °C.
  • a temperature of at least one support roller in its core region is calculated, wherein a liquid is also applied from at least one spray nozzle onto the outer surface of at least this support roller if the temperature in its core region exceeds a predetermined second temperature limit.
  • This predetermined second temperature limit can assume the value of 250 °C.
  • this predetermined second temperature limit is to be understood according to the invention against the background that by means of such a support roller, a force is exerted against the cast strand, namely transversely to its transport direction, and for this purpose, sufficient stability and strength are required for the support roller, which is ensured with a temperature of less than the predetermined second temperature limit (e.g., ⁇ 250 °C) for the core region of this support roller.
  • a temperature of less than the predetermined second temperature limit e.g., ⁇ 250 °C
  • the temperature of at least one support roller on its outer surface or in its core area may be expedient to determine the temperature of at least one support roller on its outer surface or in its core area using a software-based calculation model.
  • the software-based calculation model it is expedient for the software-based calculation model to determine both the temperature of the cast strand at the location of a specific support roller and the temperature of this specific support roller.
  • this software-based calculation model may further be expedient to use this software-based calculation model to also determine a quantity of the liquid that is required to ensure that the temperature of the support roller on its outer surface, as already explained elsewhere above, does not exceed the predetermined first temperature limit value (of e.g. 450 °C) and/or the temperature of this support roller in its core area does not exceed the predetermined second temperature limit value (of e.g. 250 °C).
  • the predetermined first temperature limit value of e.g. 450 °C
  • predetermined second temperature limit value of e.g. 250 °C
  • the temperature of a plurality of support rollers, each in pairs above and below the cast strand is determined in a horizontal part of the supporting strand guide. If the temperature of a specific support roller below the cast strand is greater than the temperature of the associated support roller above the cast strand, the liquid is then applied to the outer surface of this specific support roller by at least one spray nozzle of the second type arranged below the cast strand.
  • This development of the method according to the invention achieves the advantage that a possible temperature difference on both sides of the cast strand, in particular in the region of a horizontal part of the supporting strand guide of a continuous casting plant, is either reduced or even eliminated by deliberately increasing the cooling capacity below the cast strand or on its underside (also referred to as the "fixed side") by applying liquid to the outer surface of at least one support roller, preferably several support rollers.
  • this achieves the effect that a temperature difference between the The top and bottom of the cast strand do not become too large and ideally are canceled out and thus become zero.
  • a control or regulating unit for the device and/or for carrying out the method, which is programmed in such a way that a liquid is also applied from at least one spray nozzle to an outer surface of at least one support roller as a function of at least one operating parameter and/or at least one state variable of the continuous casting plant, in order to thereby clean and/or cool this support roller.
  • the liquid is also applied to an outer surface of at least one support roller by applying this liquid from at least one spray nozzle of a second type, and this spray nozzle of the second type is arranged adjacent to an associated support roller in such a way that the liquid is applied through this spray nozzle in the direction of a rotational axis of the associated support roller.
  • this also advantageously achieves a targeted cooling of this at least one support roller in order to prevent overheating, for example on its outer surface, to a value greater than the predetermined first temperature limit (e.g., 450 °C).
  • spray nozzles of the first and second types can be arranged on both sides of a cast strand, i.e., on the loose side and the fixed side of the supporting strand guide of a continuous casting plant.
  • the spray nozzles of the first and second types are arranged both above the cast strand, i.e., on the "loose side,” and below of the cast strand, i.e. arranged on the "fixed side" of the supporting strand guide.
  • the invention provides for the spray nozzles, which are arranged on the fixed side and the loose side of a supporting strand guide of a continuous casting plant, to be controlled or supplied with a liquid separately from one another. This applies equally to the spray nozzles of the first type and the spray nozzles of the second type.
  • a device 10 for cooling a cast strand 1 in a continuous casting plant 3 (cf. Fig. 1 ) and a corresponding method according to the present invention.
  • Identical features in the drawings are each provided with the same reference numerals. At this point, special attention is drawn to It should be noted that the drawing is merely simplified and, in particular, is shown without scale.
  • Fig. 1 shows in principle a simplified side view of a continuous casting plant 3 with which a method according to the present invention can be carried out.
  • the continuous casting plant 3 according to Fig. 1 comprises a mold K having a lower opening and thus a vertical outlet downwards.
  • Liquid metal e.g., steel or a steel alloy, is poured into the mold K up to a casting level or bath level (not shown).
  • the continuous casting plant 3 comprises, in the area of secondary cooling, a supporting strand guide 4 which adjoins the lower opening of the mold K.
  • the supporting strand guide 4 is thus arranged directly downstream of the mold K.
  • a cast or metal strand 1 emerges downwards from the lower opening of the mold K and is then transported along the supporting strand guide 4 in a transport direction T (cf. Fig. 1 ) is moved or transported.
  • the secondary cooling system comprises 4 individual cooling segments (not further designated) along the supporting strand guide, which ensure the application of a cooling medium, in particular in the form of water, e.g., through spray nozzles, to both sides of the metal strand 1 in order to specifically cool the metal strand 1.
  • These cooling segments are each fed with cooling liquid via lines (not shown) and are each equipped with spray nozzles. Accordingly, it is possible to To apply cooling liquid to the surfaces of the metal strand 1, namely on its top and/or bottom.
  • the supporting strand guide 4 comprises, in a known manner, pairs of support rollers between which the cast strand 1 is moved in the transport direction T.
  • FIG. 2 Some support rollers 12 of the supporting strand guide 4 are shown in a simplified side view. "D" in the Fig. 2 symbolizes a rotational axis around which the support rollers 12 are rotatably mounted. During operation of the continuous casting plant 3 of Fig. 1 these support rollers 12 are in contact with the cast strand 1 and roll - provided the cast strand is in its transport direction T (cf. Fig. 1 ) is moved - on the casting strand 1.
  • the support rollers 12 can each be provided with a coating on their outer surface 13.
  • the temperature of the support rollers 12 does not rise above the predetermined first temperature limit (e.g., 450°C) in order to prevent damage to the aforementioned coating. How this is achieved will be explained separately below.
  • the continuous casting plant 3 comprises a control or regulation unit 30, which is connected via a signal path 31, among other things, to the cooling segments of the supporting strand guide 4.
  • This signal path 31 can be wired or wireless, e.g., via a radio link or the like.
  • the control or regulation unit 30 comprises a process computer (not shown). This process computer makes it possible to perform individual calculation steps for a method according to the present invention, as explained in more detail below.
  • the control or regulation unit 30 is connected to a data storage unit (not shown) in which the necessary process data for the continuous casting plant 3 are stored.
  • This data storage unit thus forms a database. Via an interface (not shown), it is possible to input or read individual process data into the data storage unit.
  • the continuous casting plant 3 can be equipped with at least one (not further specified) temperature sensor, or a plurality of such sensors, which is/are arranged adjacent to the supporting strand guide 4.
  • the temperature of the metal strand 1 can be determined in order, for example, to compare the previously calculated temperature of the metal strand 1 with the measured value.
  • the temperature data from the sensor(s) are first fed to a data acquisition unit and from there sent to the control or regulating unit 30 via the signal path 31.
  • control and regulation unit 30 can be used to determine the individual cooling segments along the supporting strand guide 4 in the area of the secondary cooling of a specific continuous casting plant, e.g. the continuous casting plant 3 of Fig. 1 , target temperatures can be set or specified.
  • Fig. 2 shows a simplified side view of the device 10 according to the invention.
  • this device 10 comprises at least one spray nozzle of a first type 14, which is arranged adjacent to the supporting strand guide 4 in such a way is that a cooling liquid F can be applied through this spray nozzle 14 to at least one surface 2 of the cast strand 1.
  • the device 10 comprises a plurality of spray nozzles of the first type 14, each of which is connected to a common supply line 18.
  • This supply line 18 can be integrated into a second spray boom 22.
  • the supply line 18 supplies the spray nozzles of the first type 14 with liquid F.
  • the device 10 comprises in the embodiment of Fig. 2 furthermore at least one spray nozzle of a second type 16, which is arranged adjacent to an associated support roller 12 such that a cooling or cleaning liquid F can be applied to an outer surface 13 of the associated support roller 12 through this spray nozzle 16.
  • the device 10 comprises a plurality of spray nozzles of the second type 16. Regardless of the number of such spray nozzles, it is specifically emphasized at this point that at least one spray nozzle of the second type 16 is connected to the supply line 18 via its own control valve 20. By appropriately controlling such a control valve 20, a desired amount of liquid F can then be applied to the outer surface 13 of a respectively assigned support roller 12 using at least one spray nozzle of the second type 16. As a result, this support roller 12 is not only suitably cooled but is also cleaned at the same time by the liquid F applied thereto.
  • all spray nozzles of the second type 16 which are provided in a strand guide segment or in a cooling zone of the supporting strand guide, are controlled or supplied with liquid F via the same control valve 20.
  • a spray nozzle of the second type 16 is arranged adjacent to a respective associated support roller 12, such that a spray direction along which liquid F can be discharged from the spray nozzle of the second type runs exactly through the rotational axis D of the associated support roller 12.
  • the vertical dash-dotted line symbolizes the spray direction in which the liquid F is dispensed from the second-type spray nozzle 16.
  • this spray direction runs exactly through the rotational axis D of the support roller 12. This ensures that the liquid F, preferably in the form of water, is dispensed precisely from above through the second-type spray nozzle 16 onto the outer surface 13 of the support roller 12.
  • the device 10 according to the invention according to Fig. 2 can be achieved in a continuous casting plant 3 of Fig. 1 and their supporting strand guide 4.
  • the spray nozzles 14; 16 of the first and second types, respectively it is possible, as explained, to apply a liquid F both to the surface 2 of the cast strand 1 and to the outer surface 13 of the support rollers 12.
  • a method according to the present invention can also be carried out, namely for cooling the cast strand 1 in the continuous casting plant 3 of Fig. 1 with a supporting strand guide 4, which, viewed along the transport direction T of the cast strand 1, has a plurality of Support rollers 12.
  • a liquid F is applied from spray nozzles 14; 16 arranged adjacent to the supporting strand guide 4 at least onto one surface of the cast strand 1.
  • This method according to the invention is characterized in that a liquid F is also applied from at least one spray nozzle 14; 16, depending on at least one operating parameter or at least one state variable of the continuous casting plant 3, onto an outer surface 13 of at least one support roller 12 in order to thereby clean and/or cool this support roller 12.
  • FIG. 3-9 can either be independent embodiments of the device 10 according to the invention, or a modification of the embodiment of Fig. 2 In the latter case, the spray nozzles of the second type 16 are in the Fig. 3-9 not shown for the purpose of simplifying the illustration of the invention.
  • the spray bar 22 is shown in Fig. 3(a) shown in a starting position.
  • the cooling liquid F is applied exclusively to the surface 2 of the cast strand 1 by the spray nozzles of the first type 14.
  • the spray bar 22 with the spray nozzles of the first type 14 attached thereto can be moved - as indicated by the arrow in Fig. 3(a) symbolized - perpendicular to the transport direction T of the cast strand 1 and thus in a direction away from it into an adapted first operating position, which is in the Fig. 3(b) is shown.
  • Fig. 4(a) and Fig. (b) is this relationship of a displacement of a spray nozzle of the first type 14 from an initial position (cf. Fig. 4(a) ) into the adjusted first operating position is shown again.
  • the transfer of the spray nozzle of the first type 14 from its initial position (cf. Fig. 4(a) ) into the adjusted first operating position (cf. Fig. 4(b) ) corresponds to a withdrawal away from the cast strand 1, so that a distance of the spray nozzle of the first type 14 relative to the cast strand 1 is increased.
  • the additional amount of liquid F is then applied to the outer surfaces 13 of the two support rollers 12 (cf. the two outer areas of the spray cone of Fig. 4(b) ) in order to cool these support rollers 12 appropriately and at the same time to clean them in order to remove any deposits or "black stones" that may be adhering to them.
  • Fig. 5 shows a basically simplified side view of the cast strand 1 with two pairs of support rollers 12, which are arranged on opposite sides of the cast strand 1 (ie on the "loose side” and on the "fixed side”).
  • the spray nozzles of the first type 14 shown there are in the adjusted first operating position explained above (cf. Fig. 3(b) , Fig. 4(b) ).
  • the term "roller cooling" and two associated block arrows are used in the Fig.
  • Fig. 6 shows a further embodiment of the device 10 according to the invention.
  • the cooling liquid F is applied exclusively to the surface 2 of the cast strand 1 by the spray nozzles of the first type 14.
  • Fig. 6 is designed in such a way that the spray cone of the individual spray nozzles of the first type 14, starting from the starting position of Fig. 6(a) , widened or wider.
  • Such widening or widening of the spray cone is in the Fig. 6(b) simplified in principle and shown as an example for two spray nozzles of the second type 14.
  • the resulting spray cone (cf. Fig. 6(b) ) of the liquid F not only reaches the surface 2 of the cast strand 1, but also the outer surfaces 13 of two adjacent support rollers 12, which are thus suitably cooled.
  • the spray bar 22 together with the spray nozzle(s) of the first type 14 attached thereto starting from a starting position (cf. Fig. 7(a) ) against the transport direction T of the cast strand into the adjusted second operating position (cf. Fig. 7(b) ) is preferably displaced linearly.
  • the spray nozzles of the second type 14 are positioned in the adapted second operating position with respect to the support rollers 12 such that the spray cone of the cooling liquid F discharged from these spray nozzles 14 then not only reaches the surface 2 of the cast strand 1, but also or at the outer surface 13 of the support roller(s) 12. In this way, the support rollers 12 are then also suitably cooled and at the same time cleaned by the liquid F discharged thereon.
  • the adapted second operating position for a spray nozzle of the second type 14 of the embodiment of Fig. 7 is also in the basically simplified side view of Fig. 8 shown.
  • the spray bar 22 with the spray nozzle(s) of the first type 14 attached thereto can be moved in the transport direction T of the cast strand 1 into the adapted second operating position.
  • the spray nozzles of the second type 14 analogous to the representation of Fig. 7(b) , positioned relative to the support rollers 12 in such a way that the spray cone of the cooling liquid F discharged from these spray nozzles 14 not only reaches the surface 2 of the cast strand 1, but is also directed towards the outer surface 13 of the support roller(s) 12.
  • the support rollers 12 are also suitably cooled and at the same time cleaned by the liquid F applied to them.
  • the displacement of the spray bar 22 and the spray nozzle(s) of the first type 14 attached thereto into the explained adapted first or operating position is preferably linear and can be realized by suitable guide or slide rails or the like, preferably supported by a motor drive which can be controlled by the control or regulating unit 30.
  • the liquid F can be applied by the spray nozzle(s) of the first type 14 not only to the surface 2 of the cast strand 1, but also to the outer surface 13 of the support roller(s) 12, provided that the spray nozzle(s) of the first type 14 are in their respective adapted first operating position (cf. Fig. 3(b) , Fig. 4(b) ) or second operating position (cf. Fig. 7(b) , Fig. 9(b) ) and/or the spray cone of the spray nozzle(s) of the first type 14 is set to be suitably wider (cf. Fig. 6(b) ).
  • the adjustment of the required water quantity(s) takes place as a function of the temperature of at least one support roller 12, preferably of a plurality of these support rollers 12.
  • the invention can provide that the temperature of at least one support roller 12, preferably of a plurality of such support rollers 12, is calculated on its outer surface 13 and/or in its respective core regions.
  • a software-based calculation model can be used for this purpose, which, as explained above, is implemented in the control or regulating unit 30. In this case, the adjustment of the required Water quantity using such a software-based calculation model.
  • the required water quantities to be applied by the spray nozzle(s) 14, 16 to the outer surface of the support roller(s) 12 are then calculated, for example, such that the temperature of the support roller(s) 12 on the outer surface 13 does not exceed the predetermined first temperature limit (e.g., 450°C) and/or that the temperature of the support roller(s) 12 in the core area does not exceed the predetermined second temperature limit (e.g., 250°C).
  • the application of the liquid F to the outer surface 13 of the support roller(s) 12 by the spray nozzle(s) of the second type 16 can be selectively activated if the temperature calculation determines that the temperature of the support roller(s) 12 on the outer surface 13 exceeds the predetermined first temperature limit.
  • the application of the liquid F to the outer surface 13 of the support roller(s) 12 for the above-mentioned embodiments according to the present invention can also be carried out depending, for example, on the casting speed of the cast strand 1.
  • the liquid F can also be applied to the outer surface by means of the spray nozzle(s) of the first type 14 and/or the second type 16. 13 is discharged from at least one support roller 12 if the casting speed falls below the predetermined speed limit (e.g., 3 m/min). As already explained above, this can ensure that the support roller(s) 12 are cleaned of undesirable deposits.
  • a change in the quantity of liquid F which is also discharged from the spray nozzle of the first type (14) onto an outer surface (13) of at least one support roller (12) can be increased by at least 0.1 litres/min.
  • a controlled external roller cooling (or cooling of the support rollers 12), according to the invention not only the strand temperature(s) but also the entire temperature distribution of each cooled support roller 12 can be calculated dynamically online in a coupled roller model.
  • Fig. 10(b) The temporal progression of the surface temperature of a support roller 12 is shown. On the side facing away from the strand, the surface temperature drops sharply due to the spray water from the external roller cooling system. The draining water then continues to have a cooling effect, but this is counteracted by the reheating from the warmer roller core. Subsequently, a slight warming occurs due to the thermal radiation from the hot strand. During strand contact, the surface temperature then rises rapidly and sharply, only to drop slightly again in the subsequent zones of radiation and draining water.
  • a further embodiment of the invention may also provide for the surface temperature of these support rollers 12 to be measured.
  • a suitable sensor for example, in the form of a pyrometer.
  • the model for calculating the roller temperatures can then be adapted.
  • the calculation model requires knowledge of which support roller 12 the measurement was performed on and the exact location of the measuring point.
  • Fig. 10(b) It can be seen that the surface temperature of a support roller 12 can change significantly during one revolution. Accordingly, it must be ensured that the surface temperature of the support roller 12, and not the temperature of the outflowing water, is measured.
  • the pyrometer hits the part of the outer surface 13 of the support roller 12, on which there is no water flowing off - advantageously on a support roller 12 on the fixed side of the supporting strand guide 4.
  • the method according to the invention can be provided such that, in particular with the software-based calculation model, both the temperature of the cast strand 1 at the location of a specific support roller 12 and the temperature of this specific support roller 12 are calculated, wherein these two calculations are coupled to one another and carried out iteratively, so that a mutual influence between the cast strand 1 and the specific support roller 12 is recorded.
  • Such an embodiment of the method according to the invention should be understood against the background that the surface temperature of the cast strand 1 upon contact with the support rollers 12 is significantly dependent on or influenced by their surface temperature.
  • the surface temperature of the cast strand 1 in turn influences the roller temperature, i.e. the temperature of the support roller(s) 12.
  • both calculation models must be coupled to one another and the calculations must be carried out iteratively.
  • the Fig. 11 illustrates a flow chart that can be used to perform the above-mentioned iterative calculation for the two calculation models (i.e. calculation of the strand temperature and calculation of the roll temperature).

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) und ein Verfahren zum Kühlen eines Gießstrangs (1) in einer Stranggießanlage mit einer stützenden Strangführung, die eine Mehrzahl von Stützrollen (12) aufweist, die - in einer Transportrichtung des Gießstrangs (1) gesehen - nebeneinander angeordnet sind. Die Vorrichtung (10) umfasst zumindest eine Spritzdüse eines ersten Typs (14), die angrenzend zur stützenden Strangführung derart angeordnet ist, dass durch diese Spritzdüse (14) eine Kühlflüssigkeit (F) zumindest auf eine Oberfläche (2) des Gießstrangs (1) ausbringbar ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung (1) zumindest eine Spritzdüse eines zweiten Typs (16), die angrenzend an eine zugeordnete Stützrolle (12) derart angeordnet ist, dass durch diese Spritzdüse (16) eine Kühl- oder Reinigungsflüssigkeit (F) auf eine Außenoberfläche (13) der zugeordneten Stützrolle (12) ausbringbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines Gießstrangs in einer Stranggießanlage nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, und ein entsprechendes Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 13.
  • Beim Betrieb von Stranggießanlagen entspricht es dem Stand der Technik, den Gießstrang nach dem Austreten aus der Kokille in der sogenannten Sekundärkühlung einer stützenden Strangführung solcher Anlagen abzukühlen, bis eine vollständige Erstarrung des Gießstrangs erreicht ist. Dieser Abkühlvorgang spielt eine wichtige Rolle für die resultierende Qualität des Gießstrangs und der daraus erzeugten Produkte. Die vollständige Erstarrung des Gießstrangs sollte innerhalb der stützenden Strangführung liegen, die den Gießstrang mit noch flüssigem Kern stützen, erreicht werden. Dabei wird das Ziel verfolgt, dass die Abkühlraten der Strangkühlung und der Temperaturbereich für die Strangschale so bemessen sind, dass der gegossene Strang fehlerfrei erstarrt.
  • Der Betrieb der Sekundärkühlung einer Stranggießanlage wird in der Regel mit Sprüh- bzw. Kühlwasser realisiert, wobei die Wassermenge, die auf die Oberflächen des Gießstrangs ausgebracht wird, unter Vorgabe von Solltemperaturkurven eingestellt wird. Der Verlauf dieser Solltemperaturkurven kann je nach Werkstoff des zu vergießenden Materials, und z.B. in Abhängigkeit von bestimmten Kühlzonen der stützenden Strangführung und/oder der Gießgeschwindigkeit variieren. Je nach Werkstoff und gewählter Gießgeschwindigkeit wird dann eine entsprechende Solltemperaturkurve ausgewählt und damit die Sekundärkühlung zum Ausbringen des Sprüh- bzw. Kühlwassers auf die Oberflächen des zu kühlenden Gießstrangs eingestellt.
  • Ein herkömmlich bekannter Ansatz sieht im Bereich der Sekundärkühlung vor, das komplette Kühlwasser zwischen die Stützrollen der stützenden Strangführung einer Stranggießanlage zu bringen, um damit die maximale Kühlwirkung für einen Gießstrang bzw. eine Bramme zu erreichen. Bei dieser Vorgehensweise werden die Stützrollen einer stützenden Strangführung nicht direkt angespritzt, so dass dabei direkte Rollenkühlung durch Sekundärkühlwasser explizit ausgeschlossen ist.
  • Zur Reduzierung der Temperatur von Stützrollen sind nach dem Stand der Technik auch Anlagen bekannt, bei denen eine separate Rollenaußenkühlung vorgesehen ist, beispielsweise bei CSP-Anlagen. Ein Nachteil von solchen bekannten Lösungen besteht darin, dass zur Sekundärkühlung und Rollenkühlung getrennte Systeme vorgesehen bzw. erforderlich sind, die jeweils eigene Hardware und Softwaresysteme erfordern. Dies bedingt, dass in Bezug auf Verrohrung und Ventile die zugehörigen Komponenten jeweils doppelt erforderlich sind und auch ein doppelter Platz benötigt wird.
  • Aus EP 1 937 429 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stranggießen bekannt, wobei Kühlmittel in Form von Düsen in vertikale und/oder horizontale Richtung verschieblich angeordnet sind. Durch eine Änderung des Abstandes zwischen der Strangoberfläche und diesen Düsen kann die Kühlwirkung für den Gießstrang beeinflusst bzw. variiert werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Stranggießen von metallischen Produkten die Temperatur von zumindest einer Stützrolle einer stützenden Strangführung gezielt zu beeinflussen und im Zuge dessen auch deren Verschmutzung zu verhindern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dient zum Kühlen eines Gießstrangs in einer Stranggießanlage mit einer stützenden Strangführung, die eine Mehrzahl von Stützrollen aufweist. Diese Stützrollen sind - in einer Transportrichtung des Gießstrangs gesehen - nebeneinander angeordnet. Dies bedeutet, dass sich eine solche erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsatz in einer ggf. bereits bestehenden Stranggießanlage eignet, optional auch zwecks eines Nachrüstens einer bereits bestehenden Anlage. Jedenfalls umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung im Einzelnen zumindest eine Spritzdüse eines ersten Typs, die angrenzend zur stützenden Strangführung derart angeordnet ist, dass durch diese Spritzdüse eine Kühlflüssigkeit zumindest auf eine Oberfläche des Gießstrangs ausbringbar ist. Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest eine Spritzdüse eines zweiten Typs, die angrenzend an eine zugeordnete Stützrolle derart angeordnet ist, dass durch diese Spritzdüse eine Kühl- oder Reinigungsflüssigkeit auf eine Außenoberfläche der zugeordneten Stützrolle ausbringbar ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt in Bezug auf die genannte Vorrichtung die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass eine Flüssigkeit auf eine Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle gezielt durch eine zugeordnete Spritzdüse eines zweiten Typs ausgebracht werden kann. Ein solches Ausbringen von Flüssigkeit auf die Außenoberfläche dieser zumindest ein Stützrolle leistet neben einer Kühlung dieser Stützrolle auch ein Beitrag zur Reinigung dieser Stützrolle, so dass sich daran dann keine Ablagerungen (sog. "Black Stones") bilden können.
  • Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls ein Verfahren zum Kühlen eines Gießstrangs in einer Stranggießanlage mit einer stützenden Strangführung vor, die entlang einer Transportrichtung des Gießstrangs gesehen eine Mehrzahl von Stützrollen aufweist. Bei Durchführung dieses Verfahrens wird eine Flüssigkeit aus Spritzdüsen, die angrenzend zur stützenden Strangführung angeordnet sind, zumindest auf eine Oberfläche des Gießstrangs ausgebracht. Des Weiteren wird aus zumindest einer Spritzdüse in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter oder von zumindest einer Zustandsgröße der Stranggießanlage eine Flüssigkeit auch auf eine Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle ausgebracht, um dadurch diese Stützrolle zu reinigen und/oder zu kühlen.
  • Im Sinne des vorstehend genannten erfindungsgemäßen Verfahrens wird an dieser Stelle gesondert darauf hingewiesen, dass es sich bei dem darin genannten Betriebsparameter einer Stranggießanlage beispielsweise um die jeweils gewählte Gießgeschwindigkeit handeln kann. Des Weiteren kann es sich bei der genannten Zustandsgröße der Stranggießanlage beispielsweise um eine Temperatur von zumindest einer Stützrolle, entweder an deren Außenoberfläche und/oder in deren Kernbereich, an einer bestimmten Position entlang der stützenden Strangführung der Stranggießanlage handeln.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt in Bezug auf das genannte Verfahren die wesentliche Erkenntnis zugrunde, dass eine Flüssigkeit durch eine Mehrzahl von Spritzdüsen nicht nur auf die Oberfläche des Gießstrangs ausgebracht wird, sondern zusätzlich auch, in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter oder von zumindest einer Zustandsgröße einer hierbei eingesetzten Stranggießanlage, auch auf eine Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle, um dadurch diese Stützrolle zu reinigen und/oder zu kühlen. Insbesondere der Effekt, dass damit auch ein Beitrag zur Reinigung dieser Stützrolle geleistet wird, wirkt sich vorteilhaft auf die resultierende Qualität des produzierten Gießstrangs aus.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann für eine Spritzdüse des zweiten Typs vorgesehen sein, dass sie angrenzend zu einer zugeordneten Stützrolle der stützenden Strangführung derart positioniert ist, dass eine Spritzrichtung, entlang der eine Flüssigkeit aus dieser Spritzdüse des zweiten Typs ausgebracht wird, genau durch die Drehachse der zugeordneten Stützrolle verläuft. Dies führt zu dem Vorteil, dass die Außenoberfläche der Stützrolle, auf welche durch die Spritzdüse des zweiten Typs Flüssigkeit ausgebracht wird, möglichst großflächig mit der Flüssigkeit benetzt wird.
  • Die Zufuhr von Flüssigkeit an die Spritzdüsen der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt durch zumindest eine Versorgungsleitung, an welcher diese Spritzdüsen angeschlossen sind. Beispielsweise können die Spritzdüsen des ersten und zweiten Typs jeweils an eine gemeinsame zentrale Versorgungsleitung für die Zufuhr von Flüssigkeit angeschlossen sein. Dies hat dann zur Folge, dass diese beiden Typen von Spritzdüsen gemeinsam mit dieser Flüssigkeit aus der zentralen Versorgungsleitung versorgt werden. Eine solche Versorgungsleitung kann in einen Spritzbalken integriert sein, der angrenzend zur stützenden Strangführung einer Stranggießanlage angeordnet ist.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Spritzdüse des zweiten Typs an eine Versorgungsleitung für die Zufuhr von Kühl- oder Reinigungsflüssigkeit angeschlossen ist. Hierbei ist zwischen der Versorgungsleitung und mindestens einer Spritzdüse des zweiten Typs ein Regelventil angeordnet, durch das die Menge an Flüssigkeit, welche in Richtung von zumindest einer Spritzdüse des zweiten Typs strömt, eingestellt werden kann. Durch eine solche Einstellbarkeit in Bezug auf die Menge an Flüssigkeit, die durch die Spritzdüse des zweiten Typs auf die Außenoberfläche einer Stützrolle ausgebracht wird, kann vorteilhaft die Temperatur dieser Stützrolle (an ihrer Außenoberfläche und/oder in ihrem Kernbereich) gezielt beeinflusst und auf einen gewünschten vorbestimmten Wert gebracht werden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Spritzdüsen des zweiten Typs an einem Regelventil angeschlossen sind und somit von diesem Regelventil gemeinsam mit Flüssigkeit versorgt werden. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, dass damit für die erfindungsgemäße Vorrichtung insgesamt eine kleinere Anzahl an Regelventilen erforderlich ist, was vorteilhaft zu geringeren Herstellungskosten führt.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann zumindest eine Spritzdüse des zweiten Typs in Form einer Zweistoffdüse ausgebildet sein. Hiermit ist es möglich, mittels eines höheren Luftdrucks die Kühlleistung zu erhöhen, ohne dass dabei mehr Flüssigkeit (bzw. Schwallwasser) auf die Oberfläche des Gießstrangs gelangt.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann zumindest eine Spritzdüse des ersten Typs, die angrenzend zur stützenden Strangführung derart angeordnet ist, dass durch diese Spritzdüse eine Kühlflüssigkeit zumindest auf eine Oberfläche des Gießstrangs ausgebracht wird, in der Transportrichtung des Gießstrangs oder entgegengesetzt zu dieser Transportrichtung in eine angepasste zweite Betriebsposition verschoben werden, wobei dann durch diese Spritzdüse des ersten Typs in ihrer angepassten zweiten Betriebsposition die Flüssigkeit auch auf eine Außenfläche von zumindest einer Stützrolle ausgebracht wird. Hiermit wird der Vorteil erzielt, dass mit der gleichen Spritzdüse, nämlich einer Spritzdüse vom ersten Typ, die Flüssigkeit gleichzeitig auf die Oberfläche des Gießstrangs und auch auf die Außenoberfläche einer Stützrolle ausgebracht wird, wodurch eine gezielte Temperaturführung für diese Stützrolle und gleichzeitig auch deren Reinigung erzielt wird.
  • Die vorstehend genannte Doppelfunktion in Bezug auf eine Spritzdüse vom ersten Typ, wenn die damit ausgebrachte Flüssigkeit sowohl auf die Oberfläche des Gießstrangs als auch auf die Außenoberfläche einer Stützrolle ausgebracht wird, kann in gleicher Weise dadurch erzielt werden, dass eine solche Spritzdüse vom ersten Typ in eine angepasste erste Betriebsposition verschoben wird, nämlich durch ein Bewegen senkrecht zur Transportrichtung des Gießstrangs. Dies bedeutet, dass dabei ein Abstand einer solchen Spritzdüse vom ersten Typ relativ zur Oberfläche des Gießstrangs gezielt vergrößert wird, so dass damit der Spritzkegel, der sich für die Flüssigkeit an einer Auslassöffnung dieser Spritzdüse bildet, dann auch auf die Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle wirkt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass aus zumindest einer Spritzdüse eine Flüssigkeit auch auf eine Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle ausgebracht wird, falls die Gießgeschwindigkeit kleiner als ein vorbestimmter Geschwindigkeitsgrenzwert ist bzw. wird. Beispielsweise kann dieser Geschwindigkeitsgrenzwert 3 m/min betragen. Hiermit wird dem Effekt von herkömmlichen Stranggießanlagen entgegengewirkt, wonach bei kleinen Gießgeschwindigkeiten in der Regel weniger Spitz- bzw. Kühlwasser eingesetzt wird, was dann vermehrt zu Ablagerungen auf den Stützrollen der stützenden Strangführung führen kann. Erfindungsgemäß wird mit Hilfe der Flüssigkeit, die, falls die Gießgeschwindigkeit den vorbestimmten Geschwindigkeitsgrenzwert (von z.B. 3 m/min) unterschreiten sollte, auch auf die Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle ausgebracht wird, der Vorteil erreicht, dass sich außen an dieser Stützrolle entweder weniger oder bestenfalls gar keine Ablagerungen bzw. "Black Stones" bilden.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Stützrolle mit einem elektromotorischen Antrieb ausgestattet ist und hierbei ein Drehmoment zum Antrieb dieser Stützrolle gemessen wird, wobei aus zumindest einer Spritzdüse eine Flüssigkeit auch auf eine Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle ausgebracht wird, falls das Drehmoment zum Antrieb dieser Stützrolle und/oder eine hierzu erforderliche Stromaufnahme des motorischen Antriebs einen vorbestimmten Wert überschreitet. Falls es im Betrieb einer Stranggießanlage zur Bildung von Ablagerungen bzw. "Black Stones" an einer angetriebenen Stützrolle kommen sollte, so hat dies in der Regel zur Folge, dass eine solche Stützrolle "nicht rund" läuft und sich dabei ein erhöhter Wert für das Drehmoment bzw. die Stromaufnahme einstellt. Ein Überschreiten eines vorbestimmten Werts für dieses Drehmoment bzw. diese Stromaufnahme bildet ein klares Indiz für das Auftreten von Ablagerungen an der Außenoberfläche einer Stützrolle, dem dann mit dem Ausbringen von Flüssigkeit auf die Außenoberfläche dieser Stützrolle entgegengewirkt wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine Drehzahl von zumindest einer Stützrolle gemessen wird, wobei aus zumindest einer Spritzdüse eine Flüssigkeit auch auf eine Außenoberfläche von dieser Stützrolle ausgebracht wird, falls die Drehzahl dieser Stützrolle einer linearen Geschwindigkeit parallel zur Transportrichtung des Gießstrangs entspricht, die kleiner ist als die Gießgeschwindigkeit des Gießstrangs. In gleicher Weise wie vorstehend bereits im Zusammenhang mit dem Drehmoment erläutert ist auch ein Abweichen der Drehzahl einer Stützrolle im Vergleich zur Transport- bzw. Gießgeschwindigkeit des Gießstrangs ein klares Indiz dafür, dass sich an der Außenoberfläche dieser Stützrolle Ablagerungen bzw. "Black Stones" gebildet haben, dem dann mit dem Ausbringen von Flüssigkeit auf die Außenoberfläche dieser Stützrolle wirkungsvoll entgegengewirkt bzw. abgeholfen wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine Temperatur an einer Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle bestimmt wird, wobei aus zumindest einer Spritzdüse eine Flüssigkeit auch auf die Außenoberfläche von zumindest dieser Stützrolle ausgebracht wird, falls die Temperatur an deren Außenumfangsfläche einen vorbestimmten ersten Temperaturgrenzwert überschreitet. Beispielsweise kann dieser vorbestimmte erste Temperaturgrenzwert 450 °C betragen. Jedenfalls ist dieser vorbestimmte erste Temperaturgrenzwert , der gemäß dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens für eine Stützrolle nicht überschritten werden sollte, vor dem Hintergrund zu verstehen, dass eine solche Stützrolle an ihrer Außenoberfläche eine Beschichtung aufweisen kann, die andernfalls, d.h. bei Temperaturen von beispielsweise > 450 °C, geschädigt werden könnte. Insoweit wird mit dem gezielten Ausbringen von Flüssigkeit auf eine Außenoberfläche einer solchen Stützrolle, beispielweise aus zumindest einer Spritzdüse vom ersten Typ und/oder zumindest einer Spritzdüse vom zweiten Typs, vorteilhaft gewährleistet, dass im Betrieb einer Stranggießanlage die Temperatur einer solchen Stützrolle an ihrer Außenoberfläche stets kleiner als der vorbestimmte erste Temperaturgrenzwert (von z.B. 450 °C) bleibt.
  • Je nach Typ einer Stützrolle und der Art der daran vorgesehenen Beschichtung kann der vorbestimmte erste Temperaturgrenzwert bei ca. 450 °C liegen. Alternativ hierzu sind auch geringe Abweichungen nach oben oder nach unten möglich, so dass der vorbestimmte erste Temperaturgrenzwert beispielweise auch 440 °C oder 460 °C betragen kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann des Weiteren vorgesehen sein, dass eine Temperatur von zumindest einer Stützrolle in deren Kernbereich berechnet wird, wobei aus zumindest einer Spritzdüse eine Flüssigkeit auch auf die Außenoberfläche von zumindest dieser Stützrolle ausgebracht wird, falls die Temperatur in deren Kernbereich einen vorbestimmten zweiten Temperaturgrenzwert überschreitet. Dieser vorbestimmte zweite Temperaturgrenzwert kann den Wert von 250 °C annehmen. Jedenfalls ist dieser vorbestimmte zweite Temperaturgrenzwert erfindungsgemäß vor dem Hintergrund zu verstehen, dass mittels einer solchen Stützrolle eine Kraft gegen den Gießstrang, nämlich quer zu dessen Transportrichtung ausgeübt wird und hierzu für die Stützrolle eine ausreichende Stabilität und Festigkeit erforderlich ist, was mit einer Temperatur von kleiner als der vorbestimmte zweite Temperaturgrenzwert (von z.B. ≤ 250 °C) für den Kernbereich dieser Stützrolle gewährleistet ist.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es zweckmäßig sein, dass die Temperatur von zumindest einer Stützrolle an deren Außenoberfläche bzw. in deren Kernbereich mittels eines softwarebasierten Berechnungsmodells bestimmt wird. Für diesen Fall ist es zweckmäßig, dass mit dem softwarebasierten Berechnungsmodell sowohl die Temperatur des Gießstrangs an der Stelle einer bestimmten Stützrolle als auch die Temperatur dieser bestimmten Stützrolle berechnet werden, wobei diese beiden Berechnungen miteinander gekoppelt sind und iterativ erfolgen, so dass damit eine gegenseitige Beeinflussung von Gießstrang und der bestimmten Stützrolle erfasst wird.
  • Im Zusammenhang mit dem vorstehend genannten softwarebasierten Berechnungsmodell kann es weiterhin zweckmäßig sein, dass mittels dieses softwarebasierten Berechnungsmodells auch eine Menge der Flüssigkeit bestimmt wird, die dazu erforderlich ist, dass die Temperatur der Stützrolle an ihrer Außenoberfläche, wie vorstehend an anderer Stelle bereits erläutert, den vorbestimmten ersten Temperaturgrenzwert (von z.B. 450 °C) und/oder die Temperatur dieser Stützrolle in deren Kernbereich den vorbestimmten zweiten Temperaturgrenzwert (von z.B. 250 °C) nicht überschreitet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mittels des softwarebasierten Berechnungsmodells in einem Horizontalteil der stützenden Strangführung die Temperatur einer Mehrzahl von Stützrollen jeweils paarweise oberhalb und unterhalb des Gießstrangs bestimmt wird, wobei, falls die Temperatur einer bestimmten Stützrolle unterhalb des Gießstrangs größer als die Temperatur der zugeordneten Stützrolle oberhalb des Gießstrangs ist, dann die Flüssigkeit durch zumindest eine unterhalb des Gießstrangs angeordnete Spritzdüse des zweiten Typs auf die Außenoberfläche dieser bestimmten Stützrolle ausgebracht wird. Mit dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Vorteil erreicht, dass ein möglicher Temperaturunterschied auf beiden Seiten des Gießstrangs, insbesondere im Bereich eines Horizontalteils der stützenden Strangführung einer Stranggießanlage, entweder vermindert oder gar aufgehoben wird, indem die Kühlleistung unterhalb des Gießstrangs bzw. an dessen Unterseite (auch als "Festseite" bezeichnet) durch ein Aufbringen von Flüssigkeit auf die Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle, vorzugsweise von mehreren Stützrollen, gezielt erhöht wird. Anders ausgedrückt, wird hierdurch erreicht, dass eine Temperaturdifferenz zwischen der Ober- und Unterseite des Gießstrangs nicht zu groß wird und idealerweise aufgehoben und damit zu null wird.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist für die Vorrichtung und/oder zur Durchführung des Verfahrens eine Steuerungs- oder Regelungseinheit vorgesehen, die programmtechnisch derart eingerichtet ist, dass aus zumindest einer Spritzdüse in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter und/oder von zumindest einer Zustandsgröße der Stranggießanlage eine Flüssigkeit auch auf eine Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle ausgebracht wird, um dadurch diese Stützrolle zu reinigen und/oder zu kühlen.
  • In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Flüssigkeit auch auf eine Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle ausgebracht wird, indem diese Flüssigkeit aus zumindest eine Spritzdüse eines zweiten Typs ausgebracht wird und hierbei diese Spritzdüse des zweiten Typs angrenzend an eine zugeordnete Stützrolle angeordnet ist, derart, dass durch diese Spritzdüse die Flüssigkeit in Richtung einer Drehachse der zugeordneten Stützrolle ausgebracht wird. Neben einer gezielten Beeinflussung der Gesamt-Kühlleistung, die sich auf den Gießstrang auswirkt, wird hierdurch vorteilhaft auch eine gezielte Kühlung dieser zumindest einen Stützrolle erreicht, um damit eine Überhitzung beispielsweise an deren Außenoberfläche auf einen Wert von größer als der vorbestimmte erste Temperaturgrenzwert (von z.B. 450 °C) zu verhindern.
  • In Bezug auf die vorstehend genannten Spritzdüsen des ersten und zweiten Typs versteht sich, dass diese Spritzdüsen auf beiden Seiten eines Gießstrangs angeordnet sein können, d.h. auf der Losseite und der Festseite der stützenden Strangführung einer Stranggießanlage. Somit kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass insbesondere im Bereich eines Horizontalteils der stützenden Strangführung einer Stranggießanlage die Spritzdüsen des ersten und zweiten Typs sowohl oberhalb des Gießstrangs, d.h. auf der "Losseite", als auch unterhalb des Gießstrangs, d.h. auf der "Festseite" der stützenden Strangführung angeordnet sind.
  • Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Spritzdüsen, die einerseits auf der Festseite und andererseits auf der Losseite einer stützenden Strangführung einer Stranggießanlage angeordnet sind, getrennt voneinander zu regeln bzw. mit einer Flüssigkeit zu versorgen. Dies gilt in gleicher Weise für die Spritzdüsen des ersten Typs als auch für die Spritzdüsen des zweiten Typs.
  • Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch folgende Merkmale begründet:
    • Jede einzelne Spritzdüse eines ersten Typs und eines zweiten Typs kann über ein Regelventil an eine Versorgungs- bzw. Spritzwasserleitung angeschlossen sein. Damit ist es möglich, dass jede Spritzdüse einzeln geregelt bzw. angesteuert werden kann, zwecks eines Ausbringens einer gewünschten Menge an Flüssigkeit bzw. Kühlwasser auf die Oberfläche des Gießstrangs und/oder auf die Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle, vorzugweise einer Mehrzahl von solchen Stützrollen. Und/oder:
    • Dynamische Berechnung der Strangtemperatur bei aktiver Rollenkühlung.
    Und/oder:
    • Regelung der Spritzwassermengen zur Strangkühlung, indem eine Flüssigkeit auf die Außenoberfläche(n) von zumindest einer Stützrolle, vorzugsweise eine Mehrzahl von solchen Stützrollen ("externe Rollenkühlung") ausgebracht wird. Und/oder:
    • Dynamische Berechnung der Temperaturverteilung jeder einzelnen Stützrolle. Und/oder:
    • Regelung des Spritzwassermengen zur Rollenkühlung einer externen Rollenkühlung. Und/oder:
    • Iterative Lösung bzw. Berechnung des Gesamtsystems Gießstrang - Stützrolle. Und/oder:
    • Die Menge an Flüssigkeit, die aus den Spritzdüsen des ersten Typs auf die Oberfläche des Gießstrangs ausgebracht wird, wird prozentual in Abhängigkeit des Wärmeübergangs eingestellt bzw. geregelt. Und/oder:
    • Falls das Rollenkühlwasser mit höherem Druck durch eine Spritzdüse auf die Außenoberfläche von zumindest einer Stützrolle gesprüht bzw. ausgebracht wird, steigt die Wärmeübergangszahl gegenüber einer laminaren Strömung um das Zehnfache an. Es wird somit weniger Wasser für den gleichen Kühleffekt benötigt. Hierdurch trifft weniger Wasser auf die Strangoberseite, was wiederum zu einer höheren Ofeneinlauftemperatur und damit zu einer Energieeinsparung in einer Wiedererwärmungseinheit führt. Und/oder:
    • Kombinierte Kühlung des Gießstrangs und von zumindest einer Stützrolle, vorzugsweise eine Mehrzahl von solchen Stützrollen, indem hierauf Flüssigkeit aus den Spritzdüsen ausgebracht wird. Und/oder:
    • Einsparung von Verrohrung(en), insbesondere für den Fall, dass die Spritzdüsen vom zweiten Typ an die gleiche Versorgungsleitung angeschlossen sind wie die Spritzdüsen vom ersten Typ.
  • Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer schematisch vereinfachten Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematisch vereinfachte Seitenansicht einer Stranggießanlage, bei welcher eine erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt und mit welcher ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann,
    Fig. 2
    eine schematisch vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
    Fig. 3, Fig. 4
    schematisch vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, wobei mit den Darstellungen gemäß lit. (a) und (b) jeweils verschiedene Betriebspositionen dieser Vorrichtung gezeigt sind,
    Fig. 5
    eine schematisch vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verdeutlichung von deren Funktionsweise in der Betriebsposition von Fig. 3(b) bzw. Fig. 4(b),
    Fig. 6
    eine schematisch vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, wobei mit den Darstellungen gemäß lit. (a) und (b) jeweils verschiedene Betriebspositionen dieser Vorrichtung gezeigt sind,
    Fig. 7
    eine schematisch vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, wobei mit den Darstellungen gemäß lit. (a) und (b) jeweils verschiedene Betriebspositionen dieser Vorrichtung gezeigt sind,
    Fig. 8
    eine schematisch vereinfachte Seitenansicht einer Vorrichtung zur Verdeutlichung von deren Funktionsweise in der Betriebsposition von Fig. 7(b),
    Fig. 9
    eine schematisch vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, wobei mit den Darstellungen gemäß lit. (a) und (b) jeweils verschiedene Betriebspositionen dieser Vorrichtung gezeigt sind,
    Fig. 10(a)
    einen Querschnitt durch eine Stützrolle, die Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, zur Verdeutlichung von Zuständen an deren Außenoberfläche,
    Fig. 10(b)
    den zeitlichen Verlauf der Temperatur an der Außenoberfläche der Stützrollen von Fig. 10(a), und
    Fig. 11
    ein Flussdiagramm zur Darstellung einer iterativen Berechnung des Gesamtsystems Gießstrang - Stützrolle.
  • Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 11 bevorzugte Ausführungsformen für eine Vorrichtung 10 zum Kühlen eines Gießstrangs 1 in einer Stranggießanlage 3 (vgl. Fig. 1) und eines entsprechenden Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. 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.
  • Fig. 1 zeigt prinzipiell vereinfacht eine Seitenansicht einer Stranggießanlage 3, mit der ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden kann.
  • An dieser Stelle wird gesondert darauf hingewiesen, dass für die nachfolgende Beschreibung die Begriffe Gießstrang und Metallstrang wahlweise als Synonym verwendet werden.
  • Die Stranggießanlage 3 nach Fig. 1 umfasst eine Kokille K, die eine untere Öffnung und hierdurch einen vertikalen Ausgang nach unten aufweist. In die Kokille K wird bis zu einem (nicht gezeigten) Gießspiegel bzw. Badspiegel flüssiges Metall eingefüllt, z.B. Stahl oder eine Stahllegierung.
  • Die Stranggießanlage 3 umfasst im Bereich einer Sekundärkühlung eine stützende Strangführung 4, die sich an die untere Öffnung der Kokille K anschließt. Somit ist die stützende Strangführung 4 der Kokille K unmittelbar nachgelagert bzw. stromabwärts hiervon angeordnet. Im Betrieb der Stranggießanlage 3 und bei Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens tritt ein Gieß- bzw. Metallstrang 1 nach unten aus der unteren Öffnung der Kokille K aus und wird anschließend entlang der stützenden Strangführung 4 in einer Transportrichtung T (vgl. Fig. 1) bewegt bzw. transportiert.
  • Die Sekundärkühlung umfasst entlang der stützenden Strangführung 4 (nicht näher bezeichnete) einzelne Kühlsegmente, durch die das Aufbringen eines Kühlmediums, insbesondere in Form von Wasser z.B. durch Spritzdüsen, auf beide Seiten des Metallstranges 1 gewährleistet ist, um den Metallstrang 1 gezielt zu kühlen. Diese Kühlsegmente werden jeweils über (nicht gezeigte) Leitungen mit Kühlflüssigkeit gespeist und sind jeweils mit Spritzdüsen ausgestattet. Entsprechend ist es möglich, durch die Spritzdüsen der einzelnen Kühlsegmente Kühlflüssigkeit auf die Oberflächen des Metallstranges 1 auszubringen, nämlich an dessen Oberseite und/oder Unterseite.
  • Die stützende Strangführung 4 umfasst in bekannter Weise Stützrollenpaare, zwischen denen der Gießstrang 1 in der Transportrichtung T bewegt wird.
  • In der Fig. 2 sind exemplarisch einige Stützrollen 12 der stützenden Strangführung 4 in einer vereinfachten Seitenansicht gezeigt. Mit "D" ist in der Fig. 2 jeweils eine Drehachse symbolisiert, um welche die Stützrollen 12 jeweils drehbar gelagert sind. Im Betrieb der Stranggießanlage 3 von Fig. 1 befinden sich diese Stützrollen 12 in Kontakt mit dem Gießstrang 1 und rollen - sofern der Gießstrang in seine Transportrichtung T (vgl. Fig. 1) bewegt wird - an dem Gießstrang 1 ab.
  • Die Stützrollen 12 können an ihrer Außenoberfläche 13 jeweils mit einer Beschichtung versehen sein. Diesbezüglich ist erfindungsgemäß von Bedeutung, dass im Betrieb der Stranggießanlage 3 die Temperatur der Stützrollen 12 nicht über den vorbestimmten ersten Temperaturgrenzwert (z.B. 450 °C) ansteigt, um eine Schädigung der genannten Beschichtung zu verhindern. Wie dies erreicht wird, wird nachstehend noch gesondert erläutert.
  • Die Stranggießanlage 3 umfasst eine Steuerungs- oder Regelungseinheit 30, die über eine Signalstrecke 31 signaltechnisch u.a. mit den Kühlsegmenten der stützenden Strangführung 4 in Verbindung steht. Diese Signalstrecke 31 kann kabelgebunden oder drahtlos, z.B. durch eine Funkstrecke oder dergleichen, ausgeführt sein.
  • Die Steuerungs- oder Regelungseinheit 30 umfasst einen (nicht gezeigten) Prozessrechner. Mittels dieses Prozessrechners ist es möglich, einzelne Berechnungsschritte für ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durchzuführen, wie nachstehend noch im Detail erläutert.
  • Im Zusammenhang mit der Steuerungs- oder Regelungseinheit 30 wird an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass hierin auch ein softwarebasiertes Berechnungsmodell implementiert sein kann, dessen Funktionsweise nachstehend noch im Detail erläutert ist.
  • Die Steuerungs- oder Regelungseinheit 30 ist mit einem (nicht gezeigten) Datenspeicher verbunden, in dem erforderliche Prozessdaten für die Stranggießanlage 3 gespeichert sind. Insoweit bildet dieser Datenspeicher eine Datenbank. Über eine (nicht gezeigte) Schnittstelle ist es möglich, einzelne Prozessdaten in den Datenspeicher einzugeben bzw. darin einzulesen.
  • Die Stranggießanlage 3 kann mit zumindest einem (nicht näher bezeichneten) Temperatursensor, oder einer Mehrzahl von solchen Sensoren, ausgestattet, der bzw. die angrenzend an die stützende Strangführung 4 angeordnet ist bzw. sind. Mittels eines solchen Sensors oder einer Mehrzahl solcher Sensoren kann die Temperatur des Metallstranges 1 bestimmt werden, um damit beispielsweise die zuvor berechnete Temperatur des Metallstranges 1 mit der Messung abzugleichen. Die Temperaturdaten des Sensors bzw. der Sensoren werden zunächst einer Datenerfassung zugeführt, und von dort an die Steuerungs- oder Regelungseinheit 30 über die Signalstrecke 31 gesendet.
  • Anhand der vorstehend genannten Parameter, die in dem Datenspeicher abgelegt sind, können mittels der Steuer- und Regelungseinheit 30 für die einzelnen Kühlsegmente entlang der stützenden Strangführung 4 im Bereich der Sekundärkühlung einer konkreten Stranggießanlage, z.B. die Stranggießanlage 3 von Fig. 1, Solltemperaturen eingestellt bzw. festgelegt werden.
  • Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Im Einzelnen umfasst diese Vorrichtung 10 zumindest eine Spritzdüse eines ersten Typs 14, die angrenzend zur stützenden Strangführung 4 derart angeordnet ist, dass durch diese Spritzdüse 14 eine Kühlflüssigkeit F zumindest auf eine Oberfläche 2 des Gießstrangs 1 ausgebracht werden kann.
  • Bei der Ausführungsform von Fig. 2 umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 eine Mehrzahl von Spritzdüsen des ersten Typs 14, die jeweils an eine gemeinsame Versorgungsleitung 18 angeschlossen sind. Diese Versorgungsleitung 18 kann in einen zweiten Spritzbalken 22 integriert sein. Durch die Versorgungsleitung 18 werden die Spritzdüsen des ersten Typs 14 jeweils mit Flüssigkeit F versorgt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 umfasst bei der Ausführungsform von Fig. 2 des Weiteren zumindest eine Spritzdüse eines zweiten Typs 16, die angrenzend an eine zugeordnete Stützrolle 12 derart angeordnet ist, dass durch diese Spritzdüse 16 eine Kühl- oder Reinigungsflüssigkeit F auf eine Außenoberfläche 13 der zugeordneten Stützrolle 12 ausgebracht werden kann.
  • Bei der Ausführungsform von Fig. 2 umfasst die Vorrichtung 10 eine Mehrzahl von Spritzdüsen des zweiten Typs 16. Ungeachtet der Anzahl von solchen Spritzdüsen wird an dieser Stelle gesondert hervorgehoben, dass mindestens eine Spritzdüse des zweiten Typs 16 über ein eigenes Regelventil 20 an die Versorgungsleitung 18 angeschlossen ist. Durch eine geeignete Ansteuerung eines solchen Regelventils 20 kann dann mit zumindest einer Spritzdüse des zweiten Typs 16 eine gewünschte Menge an Flüssigkeit F auf die Außenoberfläche 13 einer jeweils zugeordneten Stützrolle 12 ausgebracht werden. Hierdurch wird dann diese Stützrolle 12 nicht nur geeignet gekühlt, sondern gleichzeitig durch die darauf ausgebrachte Flüssigkeit F auch gereinigt.
  • Abweichend von der Darstellung gemäß Fig. 2 kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 vorgesehen sein, dass mehrere Spritzdüsen des zweiten Typs 16 über ein- und dasselbe Regelventil 20 mit Flüssigkeit F versorgt werden. Dies bedeutet, dass an einem Regelventil 20 dann mehrere Spritzdüsen des zweiten Typs 16 angeschlossen sind und von diesem Regelventil 20 gemeinsam mit Flüssigkeit F versorgt werden.
  • Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass alle Spritzdüsen des zweiten Typs 16, die in einem Strangführungssegment bzw. in einer Kühlzone der stützenden Strangführung vorgesehen sind, über das gleiche Regelventil 20 gesteuert bzw. mit Flüssigkeit F versorgt werden.
  • In Bezug auf die Positionierung einer Spritzdüse des zweiten Typs 16 ist hervorzuheben, dass diese angrenzend zu einer jeweils zugeordneten Stützrolle 12 angeordnet ist, derart, dass eine Spritzrichtung, entlang der Flüssigkeit F aus der Spritzdüse des zweiten Typs ausbringbar ist, genau durch die Drehachse D der zugeordneten Stützrolle 12 verläuft. Dies ist beispielsweise auch aus der Darstellung von Fig. 10(a) ersichtlich: Hierin symbolisiert die vertikal verlaufende strichpunktierte Linie die Spritzrichtung, in der die Flüssigkeit F aus der Spritzdüse des zweiten Typs 16 ausgebracht wird. Wie gezeigt, verläuft diese Spritzrichtung genau durch die Drehachse D der Stützrolle 12. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Flüssigkeit F, vorzugsweise in Form von Wasser, genau von oben her durch die Spritzdüse des zweiten Typs 16 auf die Außenoberfläche 13 der Stützrolle 12 ausgebracht wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 gemäß Fig. 2 kann bei einer Stranggießanlage 3 von Fig. 1 und deren stützenden Strangführung 4 eingesetzt werden. Mittels der Spritzdüsen 14; 16 vom ersten bzw. zweiten Typ ist es wie erläutert möglich, eine Flüssigkeit F sowohl auf die Oberfläche 2 des Gießstrangs 1 als auch auf die Außenoberfläche 13 der Stützrollen 12 auszubringen.
  • Mittels der Vorrichtung 10 von Fig. 2 kann auch ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, nämlich zum Kühlen des Gießstrangs 1 in der Stranggießanlage 3 von Fig. 1 mit einer stützenden Strangführung 4, die entlang der Transportrichtung T des Gießstrangs 1 gesehen eine Mehrzahl von Stützrollen 12 aufweist. Bei Durchführung des Verfahrens wird wie erläutert eine Flüssigkeit F aus angrenzend zur stützenden Strangführung 4 angeordneten Spritzdüsen 14; 16 zumindest auf eine Oberfläche des Gießstrangs 1 ausgebracht. Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass aus zumindest einer Spritzdüse 14; 16 in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter oder von zumindest einer Zustandsgröße der Stranggießanlage 3 eine Flüssigkeit F auch auf eine Außenoberfläche 13 von zumindest einer Stützrolle 12 ausgebracht wird, um dadurch diese Stützrolle 12 zu reinigen und/oder zu kühlen.
  • Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 9 weitere Aspekte bezüglich der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 dargestellt und erläutert. Bei den Darstellungen gemäß Fig. 3-9 kann es sich entweder um jeweils eigenständige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 handeln, oder aber um eine Modifikation der Ausführungsform von Fig. 2. Letzterenfalls sind dann die Spritzdüsen des zweiten Typs 16 in den Fig. 3-9 zwecks einer vereinfachten Darstellung der Erfindung nicht gezeigt.
  • Alle der weiteren Ausführungsformen gemäß der Fig. 3-9 entsprechen in Bezug auf die Anordnung einer Mehrzahl von Spritzdüsen vom ersten Typ 14 der Ausführungsform von Fig. 2, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Erläuterungen zur Fig. 2 verwiesen werden darf.
  • Bei der Ausführungsform von Fig. 3 ist der Spritzbalken 22 in der Darstellung von Fig. 3(a) in einer Ausgangsposition gezeigt. Hierbei wird durch die Spritzdüsen vom ersten Typ 14 die Kühlflüssigkeit F ausschließlich auf die Oberfläche 2 des Gießstrangs 1 ausgebracht. Ausgehend von dieser Ausgangsposition kann der Spritzbalken 22 mit den daran angebrachten Spritzdüsen vom ersten Typ 14 - wie durch den Pfeil in Fig. 3(a) symbolisiert - senkrecht zur Transportrichtung T des Gießstrangs 1 und somit in einer Richtung weg davon in eine angepasste erste Betriebsposition verschoben werden, die in der Fig. 3(b) gezeigt ist. Dadurch, dass nun in der angepassten ersten Betriebsposition ein Abstand der Spritzdüsen vom ersten Typ 14 relativ zum Gießstrang 1 vergrößert ist, gelangt der Strahl der ausgebrachten Flüssigkeit F nicht nur auf die Oberfläche 2 des Gießstrangs 1, sondern auch auf die Außenoberfläche 13 der daran angrenzenden Stützrollen 12.
  • In den Fig. 4(a) und Fig. (b) ist dieser Zusammenhang eines Verschiebens einer Spritzdüse des ersten Typs 14 von einer Ausgangsposition (vgl. Fig. 4(a)) in die angepasste erste Betriebsposition nochmals gezeigt. Das Überführen der Spritzdüse des ersten Typs 14 von ihrer Ausgangsposition (vgl. Fig. 4(a)) in die angepasste erste Betriebsposition (vgl. Fig. 4(b)) entspricht einem Zurückziehen weg von dem Gießstrang 1, so dass damit ein Abstand der Spritzdüse des ersten Typs 14 relativ zum Gießstrang 1 vergrößert wird.
  • Für den Fall, dass die Spritzdüse des ersten Typs 14 in ihre angepasste erste Betriebsposition (vgl. Fig. 3(b), Fig. 4(b)) überführt ist, ist es möglich, dass dann die Menge an Flüssigkeit F, die durch die Spritzdüse des ersten Typs 14 in Richtung des Gießstrangs 1 ausgebracht wird, um 100% erhöht wird, d.h. im Vergleich zum Ausbringen von Flüssigkeit in der Ausgangsposition verdoppelt wird. Hierdurch wird erreicht, dass auch in der angepassten ersten Betriebsposition durch die Spritzdüse des ersten Typs 14 die gleiche Menge an Flüssigkeit F auf die Oberfläche 2 des Gießstrangs 1 gelangt wie im Vergleich zur Ausgangsposition. Dies wird durch den inneren Spritzkegel in der Darstellung von Fig. 4(b) verdeutlicht. In der angepassten ersten Betriebsposition wird dann die zusätzliche Menge an Flüssigkeit F, in Entsprechung der genannten Erhöhung um 100% bzw. Verdopplung, jeweils auf die Außenoberflächen 13 der beiden Stützrollen 12 gelangt (vgl. die beiden äußeren Bereiche des Spritzkegels von Fig. 4(b)), um diese Stützrollen 12 geeignet zu kühlen und gleichzeitig auch zu reinigen, um ggf. anhaftende Ablagerungen bzw. "Black Stones" zu entfernen.
  • Fig. 5 zeigt eine prinzipiell vereinfachte Seitenansicht des Gießstrangs 1 mit zwei Paaren von Stützrollen 12, die auf entgegengesetzten Seiten des Gießstrangs 1 (d.h. auf der "Losseite" und auf der "Festseite") angeordnet sind. In der Seitenansicht von Fig. 5 befinden sich die dort gezeigten Spritzdüsen des ersten Typs 14 in der vorstehend erläuterten angepassten ersten Betriebsposition (vgl. Fig. 3(b), Fig. 4(b)). Mit dem Begriff "Rollenkühlung" und zwei zugehörigen Blockpfeilen wird in der Fig. 5 für eine Stützrolle 12 (im Bildbereich oben rechts gezeigt) symbolisiert, dass der äußere Bereich des Spritzkegels der Kühlflüssigkeit F die Außenoberfläche 13 dieser Stützrolle 12 überstreicht und es deshalb an dieser Stelle der Stützrolle 12 auch zu einer Kühlung durch die Kühlflüssigkeit F kommt.
  • Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. In deren Ausgangszustand (vgl. Fig. 6(a)) wird, in gleicher Weise wie bereits in der Fig. 3(a) gezeigt und erläutert, durch die Spritzdüsen vom ersten Typ 14 die Kühlflüssigkeit F ausschließlich auf die Oberfläche 2 des Gießstrangs 1 ausgebracht.
  • Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist dahingehend ausgestaltet, dass der Spritzkegel der einzelnen Spritzdüsen des ersten Typs 14, ausgehend von der Ausgangsposition von Fig. 6(a), aufgeweitet bzw. breiter eingestellt werden kann. Eine solche Verbreiterung bzw. Aufweitung des Spritzkegels ist in der Fig. 6(b) prinzipiell vereinfacht und exemplarisch für zwei Spritzdüsen des zweiten Typs 14 gezeigt. In Folge einer solchen Aufweitung wird erreicht, dass der resultierende Spritzkegel (vgl. Fig. 6(b)) der Flüssigkeit F nicht nur die Oberfläche 2 des Gießstrangs 1 erreicht, sondern auch die Außenoberflächen 13 von zwei zueinander benachbarten Stützrollen 12, die damit geeignet gekühlt werden.
  • In den Fig. 7 bis 9 sind weitere Ausführungsformen für die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 gezeigt und erläutert. Bei diesen Ausführungsformen ist, in gleicher Weise wie bereits zu den Ausführungsformen gemäß Fig. 3(a) und Fig. 6(a) erläutert, zunächst eine Ausgangsposition für die Spritzdüsen des ersten Typs 14 vorgesehen, in der aus diesen Spritzdüsen die Kühlflüssigkeit F ausschließlich auf die Oberfläche 2 des Gießstrangs 1 ausgebracht wird. Ausgehend von dieser Ausgangsposition ist es bei den Ausführungsformen gemäß der Fig. 7-9 dann möglich, die Spritzdüse(n) des ersten Typs 14 durch eine seitliche Bewegung, entweder in der Transportrichtung T des Gießstrangs 1 oder entgegen der Transportrichtung T, jeweils in die angepasste zweite Betriebsposition zu verschieben. Hierzu im Einzelnen:
  • Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 7 und 8 ist es möglich, dass der Spritzbalken 22 mitsamt der bzw. den daran angebrachten Spritzdüse(n) vom ersten Typ 14 ausgehend von einer Ausgangsposition (vgl. Fig. 7(a)) entgegen der Transportrichtung T des Gießstrangs in die angepasste zweite Betriebsposition (vgl. Fig. 7(b)) vorzugsweise linear verschoben wird. Jedenfalls sind die Spritzdüsen vom zweiten Typ 14 in der angepassten zweiten Betriebsposition derart bezüglich der Stützrollen 12 positioniert, dass der Spritzkegel der aus diesen Spritzdüsen 14 ausgebrachten Kühlflüssigkeit F dann nicht nur auf die Oberfläche 2 des Gießstrangs 1 gelangt, sondern auch auf bzw. an die Außenoberfläche 13 der Stützrolle(n) 12. In dieser Weise werden dann auch die Stützrollen 12 geeignet gekühlt und gleichzeitig durch die darauf ausgebrachte Flüssigkeit F gereinigt.
  • Die angepasste zweite Betriebsposition für eine Spritzdüse des zweiten Typs 14 der Ausführungsform von Fig. 7 ist auch in der prinzipiell vereinfachten Seitenansicht von Fig. 8 gezeigt.
  • Bei der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gemäß der Fig. 9 kann der Spritzbalken 22 mit der bzw. den daran angebrachten Spritzdüse(n) des ersten Typs 14 in der Transportrichtung T des Gießstrangs 1 in die angepasste zweite Betriebsposition verschoben werden. Ausweislich der Darstellung von Fig. 9(b) sind dann die Spritzdüsen des zweiten Typs 14, analog zur Darstellung von Fig. 7(b), derart bezüglich der Stützrollen 12 positioniert, dass der Spritzkegel der aus diesen Spritzdüsen 14 ausgebrachten Kühlflüssigkeit F nicht nur auf die Oberfläche 2 des Gießstrangs 1 gelangt, sondern auch auf die Außenoberfläche 13 der Stützrolle(n) 12 gerichtet ist. In dieser Weise werden dann auch die Stützrollen 12 geeignet gekühlt und gleichzeitig durch die darauf ausgebrachte Flüssigkeit F gereinigt.
  • Die Verschiebung des Spritzbalkens 22 und der daran angebrachten Spritzdüse(n) des ersten Typs 14 in die erläuterte angepasste erste bzw. Betriebsposition erfolgt vorzugsweise linear und kann durch geeignete Führungs- bzw. Gleitschienen oder dergleichen realisiert werden, vorzugsweise unterstützt durch einen motorischen Antrieb, der durch die Steuerungs- oder Regelungseinheit 30 ansteuerbar ist.
  • Den vorstehend genannten Ausführungsformen der Fig. 3-9 ist gemeinsam, dass hierbei die Flüssigkeit F durch die Spritzdüse(n) des ersten Typs 14 nicht nur auf die Oberfläche 2 des Gießstrangs 1 ausgebracht werden kann, sondern auch auf die Außenoberfläche 13 der Stützrolle(n) 12, sofern die Spritzdüse(n) des ersten Typs 14 in ihre jeweilige angepasste erste Betriebsposition (vgl. Fig. 3(b), Fig. 4(b)) bzw. zweite Betriebsposition (vgl.Fig. 7(b), Fig. 9(b)) überführt wird/werden und/oder der Spritzkegel der Spritzdüsen(n) des ersten Typs 14 geeignet breiter eingestellt wird (vgl. Fig. 6(b)).
  • Im Zusammenhang mit dem Ausbringen der Flüssigkeit F auch auf die Außenoberfläche 13 der Stützrolle(n) 12, was wie vorstehend erläutert durch die Spritzdüse(n) des ersten Typs 14 und/oder durch die Spritzdüse(n) des zweiten Typs 16 erfolgen kann, ist es für die vorliegende Erfindung von Vorteil, wenn hierbei die Einstellung der erforderlichen Wassermenge(n) in Abhängigkeit von der Temperatur von zumindest einer Stützrolle 12, vorzugsweise von einer Mehrzahl dieser Stützrollen 12 erfolgt. Zu diesem Zweck kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Temperatur von zumindest einer Stützrolle 12, vorzugsweise einer Mehrzahl von solchen Stützrollen 12, an deren Außenoberfläche 13 und/oder in deren jeweiligen Kernbereichen berechnet wird. Zweckmäßigerweise kann hierzu ein softwarebasierten Berechnungsmodell eingesetzt werden, das wie vorstehend erläutert in der Steuerungs- oder Regelungseinheit 30 implementiert ist. Für diesen Fall erfolgt dann erfindungsgemäß die Einstellung der erforderlichen Wassermenge unter Verwendung eines solchen softwarebasierten Berechnungsmodells.
  • Die Berechnung der erforderlichen Wassermengen, die durch die Spritzdüse(n) 14, 16 auf die Außenoberfläche der Stützrolle(n) 12 ausgebracht werden, erfolgt dann beispielsweise derart, dass die Temperatur der Stützrolle(n) 12 an der Außenoberfläche 13 den vorbestimmten ersten Temperaturgrenzwert (von z.B. 450 °C) nicht überschreitet, und/oder dass die Temperatur der Stützrolle(n) 12 im Kernbereich den vorbestimmten zweiten Temperaturgrenzwert (von z.B. 250 °C) nicht überschreitet. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass das Ausbringen der Flüssigkeit F auf die Außenoberfläche 13 der Stützrolle(n) 12 durch die Spritzdüse(n) des zweiten Typs 16 gezielt zugeschaltet werden kann, falls nämlich mittels der Temperaturberechnung festgestellt wird, dass die Temperatur der Stützrolle(n) 12 an der Außenoberfläche 13 den vorbestimmten ersten Temperaturgrenzwert überschreitet. Mutatis mutandis gilt dies für den Fall, dass mittels der Temperaturberechnung festgestellt werden sollte, dass die Temperatur der Stützrolle(n) 12 im Kernbereich den vorbestimmten zweiten Temperaturgrenzwert überschreitet. Ergänzend oder alternativ ist es zur Einhaltung der vorstehend genannten Temperaturbedingungen in Bezug auf die Stützrolle(n) 12 auch möglich, die Spritzdüse(n) des ersten Typs 14 wie erläutert in die angepasste erste oder zweite Betriebsposition zu verschieben, um damit zu erreichen, dass die Flüssigkeit F durch die Spritzdüse(n) des ersten Typs 14 nicht nur auf die Oberfläche 2 des Gießstrangs 1, sondern auch auf die Außenoberfläche 13 der Stützrolle(n) 12 gelangt.
  • Ergänzend oder alternativ zur Berücksichtigung der Temperatur der Stützrolle(n) 12 kann das Ausbringen der Flüssigkeit F auf Außenoberfläche 13 der Stützrolle(n) 12 für die vorstehend genannten Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung auch in Abhängigkeit von beispielsweise der Gießgeschwindigkeit des Gießstrangs 1 erfolgen. Konkret kann mittels der Spritzdüse(n) des ersten Typs 14 und/oder des zweiten Typs 16 die Flüssigkeit F auch auf die Außenoberfläche 13 von zumindest einer Stützrolle 12 ausgebracht wird, falls die Gießgeschwindigkeit den vorbestimmten Geschwindigkeitsgrenzwert (von z.B. 3 m/min) unterschreitet. Hierdurch kann wie vorstehend bereits erläutert erreicht werden, dass die Stützrolle(n) 12 in Bezug auf nicht erwünschte Ablagerungen gereinigt wird/werden.
  • Zweckmäßigerweise kann bei den vorstehend genannten Ausführungsformen der Erfindung eine Veränderung der Menge an Flüssigkeit F, die aus der Spritzdüse des ersten Typs (14) auch auf eine Außenoberfläche (13) von zumindest einer Stützrolle (12) ausgebracht wird, um zumindest 0,1 Liter/min erhöht werden.
  • Bei einer geregelten externen Rollenkühlung (bzw. Kühlung der Stützrollen 12) können erfindungsgemäß nicht nur die Strangtemperatur(en), sondern auch die gesamte Temperaturverteilung jeder gekühlten Stützrolle 12 dynamisch online in einem gekoppelten Rollenmodell berechnet werden. In der Fig. 10(b) ist der zeitliche Verlauf der Oberflächentemperatur einer Stützrolle 12 dargestellt. Auf der strangabgewandten Seite sinkt die Oberflächentemperatur durch das Spritzwasser der externen Rollenkühlung stark ab. Anschließend hat das ablaufende Wasser noch eine Kühlwirkung, ihr wirkt aber die Rückerwärmung durch den wärmeren Rollenkern entgegen. Anschließend erfolgt eine leichte Erwärmung durch die Temperaturabstrahlung des heißen Stranges. Während des Strangkontaktes steigt dann die Oberflächentemperatur schnell und stark an, um in den anschließenden Zonen von Strahlung und ablaufenden Wasser wieder leicht abzufallen.
  • In der Darstellung von Fig. 10(b) sind die Veränderungen der Oberflächentemperatur einer Stützrolle 12 und deren zeitlicher Verlauf jeweils durch verschiedene Linientypen bzw. Stricharten symbolisiert und zusätzlich mit einer Erläuterung versehen, welcher physikalische Effekt zu dieser zeitlichen Veränderung führt. Beispielsweise:
    • Die Zunahme der Temperatur, die auf die Strahlung (d.h. die Wärmestrahlung, die von dem heißen Gießstrang 1 ausgeht) zurückgeht, ist in der Fig. 10(b) mit einer strichpunktierten Linie symbolisiert und auch mit "Strahlung" bezeichnet.
    • Die Temperaturzunahme, die sich an einer Stützrolle 12 durch den Kontakt mit dem heißen Gießstrang 1 einstellt, ist durch eine gestrichelte Linie symbolisiert und mit "Strangkontakt" bezeichnet.
    • Die rapide Abnahme der Oberflächentemperatur, in Folge des Ausbringens von Flüssigkeit F bzw. Kühlwasser durch die Spritzdüse des zweiten Typs 16, ist durch eine dicke Volllinie symbolisiert.
  • Die physikalischen Effekte, die wie erläutert in der Fig. 10(b) mit jeweils verschiedenen Linientypen symbolisiert sind, sind in gleicher Weise in der Darstellung von Fig. 10(a) an der Außenoberfläche 13 der Stützrolle 12 symbolisiert, nämlich durch Verwendung von jeweils gleichen Linientypen.
  • Zur Verbesserung der Genauigkeit der Bestimmung der Oberflächentemperatur von einer oder mehrerer Stützrollen 12 kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, die Oberflächentemperatur dieser Stützrollen 12 auch messtechnisch zu erfassen. Hierzu ist es zweckmäßig, wenn ein geeigneter Sensor eingesetzt wird, beispielsweise in Form eines Pyrometers. Jedenfalls kann hierbei dann das Modell zur Berechnung der Rollentemperaturen adaptiert werden. Zum Temperaturabgleich ist für das Berechnungsmodell die Kenntnis notwendig, an welcher Stützrolle 12 die Messung durchgeführt wurde und wo genau sich die lokale Position des Messpunktes befindet. In der Abbildung von Fig. 10(b) ist zu erkennen, dass sich die Oberflächentemperatur einer Stützrolle 12 im Laufe einer Umdrehung stark ändern kann. Entsprechend muss sichergestellt werden, dass die Oberflächentemperatur der Stützrolle 12 und nicht die Temperatur des abfließenden Wassers gemessen, wird. Hierzu ist es weiter vorteilhaft, wenn das Pyrometer auf den Teil der Außenoberfläche 13 der Stützrolle 12 trifft, auf dem sich kein abfließendes Wasser befindet - vorteilhaft auf eine Stützrolle 12 an der Festseite der stützenden Strangführung 4.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen sein, dass insbesondere mit dem softwarebasierten Berechnungsmodell sowohl die Temperatur des Gießstrangs 1 an der Stelle einer bestimmten Stützrolle 12 als auch die Temperatur dieser bestimmten Stützrolle 12 berechnet werden, wobei diese beiden Berechnungen miteinander gekoppelt sind und iterativ erfolgen, so dass damit eine gegenseitige Beeinflussung von Gießstrang 1 und der bestimmten Stützrolle 12 erfasst wird. Eine solche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vor dem Hintergrund zu verstehen, dass die Oberflächentemperatur des Gießstrangs 1 beim Kontakt mit den Stützrollen 12 wesentlich von deren Oberflächentemperatur abhängig ist bzw. hiervon beeinflusst wird. Andererseits hat die Oberflächentemperatur des Gießstrangs 1 wiederum einen Einfluss auf die Rollentemperatur, d.h. die Temperatur der Stützrolle(n) 12. Hierdurch müssen beide Berechnungsmodelle miteinander gekoppelt sein und die Berechnungen erfolgen iterativ.
  • Die Fig. 11 verdeutlicht ein Flussdiagramm, mit dem die vorstehend genannte iterative Berechnung für die beiden Berechnungsmodelle (d.h. Berechnung der Strangtemperatur und Berechnung der Rollentemperatur) durchgeführt werden kann.
  • Schließlich darf nochmals darauf hingewiesen werden, dass es mittels des softwarebasierten Berechnungsmodells möglich ist, auch eine Menge der Flüssigkeit F zu bestimmen, die beim Ausbringen aus den Spritzdüsen 14, 16 dazu erforderlich ist, dass die Temperatur der Stützrolle(n) 12 an der Außenoberfläche 13 den vorbestimmten ersten Temperaturgrenzwert (von z.B. 450 °C) und/oder die Temperatur der Stützrolle(n) 12 im Kernbereich den vorbestimmten zweiten Temperaturgrenzwert (von z.B. 250 °C) nicht überschreitet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gießstrang
    2
    Oberfläche (des Gießstrangs 1)
    3
    Stranggießanlage
    4
    stützende Strangführung
    10
    Vorrichtung
    12
    Stützrolle(n)
    13
    Außenoberfläche (einer Stützrolle 12)
    14
    Spritzdüse eines ersten Typs
    16
    Spritzdüse eines zweiten Typs
    18
    Versorgungsleitung
    20
    Regelventil
    22
    Spritzbalken
    30
    Steuerungs- oder Regelungseinheit
    31
    Signalstrecke
    D
    Drehachse (einer Stützrolle 12)
    F
    Flüssigkeit (zur Reinigung und/oder zur Kühlung des Gießstrangs 1)
    H
    Horizontalteil
    K
    Kokille
    5
    Schere
    T
    Transportrichtung

Claims (29)

  1. Vorrichtung (10) zum Kühlen eines Gießstrangs (1) in einer Stranggießanlage (3) mit einer stützenden Strangführung (4), die eine Mehrzahl von Stützrollen (12) aufweist, die - in einer Transportrichtung (T) des Gießstrangs (1) gesehen - nebeneinander angeordnet sind, umfassend
    zumindest eine Spritzdüse eines ersten Typs (14), die angrenzend zur stützenden Strangführung (4) derart angeordnet ist, dass durch diese Spritzdüse (14) eine Kühlflüssigkeit (F) zumindest auf eine Oberfläche (2) des Gießstrangs (1) ausbringbar ist,
    gekennzeichnet durch
    zumindest eine Spritzdüse eines zweiten Typs (16), die angrenzend an eine zugeordnete Stützrolle (12) derart angeordnet ist, dass durch diese Spritzdüse (16) eine Kühl- oder Reinigungsflüssigkeit (F) auf eine Außenoberfläche (13) der zugeordneten Stützrolle (12) ausbringbar ist.
  2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüse des zweiten Typs (16) angrenzend zu einer zugeordneten Stützrolle (12) positioniert ist, derart, dass eine Spritzrichtung, entlang der Flüssigkeit (F) aus der Spritzdüse des zweiten Typs ausbringbar ist, genau durch die Drehachse (D) der zugeordneten Stützrolle (12) verläuft.
  3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüse des zweiten Typs (16) an eine Versorgungsleitung (18) für die Zufuhr der Kühl- oder Reinigungsflüssigkeit (F) angeschlossen ist, wobei zwischen der Versorgungsleitung (18) und mindestens einer Spritzdüse des zweiten Typs (16) ein Regelventil (20) angeordnet ist, durch das die Menge an Flüssigkeit (F), welche in Richtung von zumindest einer Spritzdüse des zweiten Typs (16) strömt, einstellbar ist.
  4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Spritzdüsen des zweiten Typs (16) an einem Regelventil (20) angeschlossen sind.
  5. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüsen des ersten und zweiten Typs (14; 16) jeweils an eine gemeinsame Versorgungsleitung (18) für die Zufuhr von Flüssigkeit (F) angeschlossen sind, so dass die Spritzdüsen des ersten und zweiten Typs (14; 16) gemeinsam mit dieser Flüssigkeit (F) versorgt werden.
  6. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüsen des ersten und zweiten Typs (14; 16) an jeweils unterschiedliche Versorgungsleitungen (18) für die Zufuhr von Flüssigkeit (F) angeschlossen sind, so dass die Spritzdüsen des ersten und zweiten Typs (14; 16) unabhängig voneinander mit Flüssigkeit (F) versorgt werden.
  7. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüsen des zweiten Typs und die Spritzdüse des ersten Typs (14; 16) in einen gemeinsamen Spritzbalken (22) integriert sind.
  8. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Spritzdüse des ersten Typs (14) beweglich angeordnet ist, derart, dass diese Spritzdüse (14) senkrecht zur Transportrichtung (T) des Gießstrangs (1) in eine angepasste erste Betriebsposition verschieblich ist, wobei durch die Spritzdüse des ersten Typs (14) in ihrer angepassten ersten Betriebsposition eine Flüssigkeit (F) auch auf die Außenoberfläche (13) von jeweils zwei Stützrollen (12), die in Transportrichtung (T) des Gießstrangs (1) gesehen nebeneinander angeordnet sind, ausbringbar ist.
  9. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Spritzdüse des ersten Typs (14) beweglich angeordnet ist, derart, dass diese Spritzdüse (14) in der Transportrichtung (T) des Gießstrangs (1) oder entgegen der Transportrichtung (T) in eine angepasste zweite Betriebsposition verschieblich ist, wobei durch die Spritzdüse des ersten Typs (14) in ihrer angepassten zweiten Betriebsposition eine Flüssigkeit (F) auch auf eine Außenoberfläche (13) einer Stützrolle (12) ausbringbar ist.
  10. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Spritzdüse des zweiten Typs (16) in Form einer Zweistoffdüse ausgebildet ist.
  11. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Spritzdüse des zweiten Typs (16) in einem Horizontalteil (H) der stützenden Strangführung (4) einer Stranggießanlage (3) angeordnet ist, vorzugsweise, dass eine Mehrzahl von Spritzdüsen des zweiten Typs (16) in einem Horizontalteil (H) der stützenden Strangführung (4) einer Stranggießanlage (3) angeordnet sind, wobei jede Spritzdüse des zweiten Typs (16) genau angrenzend an eine Stützrolle (12) der stützenden Strangführung (4) und oberhalb davon positioniert ist.
  12. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuerungs- oder Regelungseinheit (30), die programmtechnisch derart eingerichtet ist, dass aus zumindest einer Spritzdüse (14; 16) in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter und/oder von zumindest einer Zustandsgröße der Stranggießanlage (3) eine Flüssigkeit (F) auch auf eine Außenoberfläche (13) von zumindest einer Stützrolle (12) ausgebracht wird, um dadurch diese Stützrolle (12) zu reinigen und/oder zu kühlen.
  13. Verfahren zum Kühlen eines Gießstrangs (1) in einer Stranggießanlage (3) mit einer stützenden Strangführung (4), die entlang einer Transportrichtung (T) des Gießstrangs (1) gesehen eine Mehrzahl von Stützrollen (12) aufweist, wobei bei Durchführung des Verfahrens eine Flüssigkeit (F) aus Spritzdüsen (14; 16), die angrenzend zur stützenden Strangführung (4) angeordnet sind, zumindest auf eine Oberfläche des Gießstrangs (1) ausgebracht wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    aus zumindest einer Spritzdüse (14; 16) in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter oder von zumindest einer Zustandsgröße der Stranggießanlage (3) eine Flüssigkeit (F) auch auf eine Außenoberfläche (13) von zumindest einer Stützrolle (12) ausgebracht wird, um dadurch diese Stützrolle (12) zu reinigen und/oder zu kühlen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass aus zumindest einer Spritzdüse (14; 16) eine Flüssigkeit (F) auch auf eine Außenoberfläche (13) von zumindest einer Stützrolle (12) ausgebracht wird, falls die Gießgeschwindigkeit einen Geschwindigkeitsgrenzwert unterschreitet, vorzugsweise, dass der Geschwindigkeitsgrenzwert 3 m/min beträgt.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Stützrolle (12) mit einem elektromotorischen Antrieb ausgestattet ist und hierbei ein Drehmoment zum Antrieb dieser Stützrolle (12) gemessen wird, wobei aus zumindest einer Spritzdüse (14; 16) eine Flüssigkeit (F) auch auf eine Außenoberfläche (13) von zumindest einer Stützrolle (12) ausgebracht wird, falls das Drehmoment zum Antrieb dieser Stützrolle (12) und/oder eine hierzu erforderliche Stromaufnahme des motorischen Antriebs einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehzahl von zumindest einer Stützrolle (12) gemessen wird, wobei aus zumindest einer Spritzdüse (14; 16) eine Flüssigkeit (F) auch auf eine Außenoberfläche (13) von dieser Stützrolle (12) ausgebracht wird, falls die Drehzahl dieser Stützrolle (12) einer linearen Geschwindigkeit parallel zur Transportrichtung des Gießstrangs (1) entspricht, die kleiner ist als die Gießgeschwindigkeit des Gießstrangs (1).
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur an einer Außenoberfläche (13) von zumindest einer Stützrolle (12) bestimmt wird, wobei aus zumindest einer Spritzdüse (14; 16) eine Flüssigkeit (F) auch auf die Außenoberfläche (13) von zumindest dieser Stützrolle (12) ausgebracht wird, falls die Temperatur an deren Außenumfangsfläche (13) einen vorbestimmten ersten Temperaturgrenzwert überschreitet, vorzugsweise, dass der vorbestimmte erste Temperaturgrenzwert 450 °C beträgt.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur von zumindest einer Stützrolle (12) in deren Kernbereich berechnet wird, wobei aus zumindest einer Spritzdüse (14; 16) eine Flüssigkeit (F) auch auf die Außenoberfläche (13) von zumindest dieser Stützrolle (12) ausgebracht wird, falls die Temperatur in deren Kernbereich einen vorbestimmten zweiten Temperaturgrenzwert überschreitet, vorzugweise, dass der vorbestimmte zweite Temperaturgrenzwert 250 °C beträgt
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur von zumindest einer Stützrolle (12) an deren Außenoberfläche (13) bzw. in deren Kernbereich mittels eines softwarebasierten Berechnungsmodells bestimmt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem softwarebasierten Berechnungsmodell sowohl die Temperatur des Gießstrangs (1) an der Stelle einer bestimmten Stützrolle (12) als auch die Temperatur dieser bestimmten Stützrolle (12) berechnet werden, wobei diese beiden Berechnungen miteinander gekoppelt sind und iterativ erfolgen, so dass damit eine gegenseitige Beeinflussung von Gießstrang (1) und der bestimmten Stützrolle (12) erfasst wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des softwarebasierten Berechnungsmodells auch eine Menge der Flüssigkeit (F) bestimmt wird, die dazu erforderlich ist, dass die Temperatur der Stützrolle (12) an ihrer Außenoberfläche (13) den vorbestimmten ersten Temperaturgrenzwert und/oder die Temperatur dieser Stützrolle (12) in deren Kernbereich den vorbestimmten zweiten Temperaturgrenzwert nicht überschreitet.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (F) auch auf eine Außenoberfläche (13) von zumindest einer Stützrolle (12) ausgebracht wird, indem diese Flüssigkeit (F) aus zumindest einer angrenzend zur stützenden Strangführung (4) angeordneten Spritzdüse eines ersten Typs (14) ausgebracht wird und diese Spritzdüse (14) hierbei von einer Ausgangsposition in eine angepasste erste oder zweite Betriebsposition verschoben wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüse des ersten Typs (14) von ihrer Ausgangsposition durch eine Bewegung in der Transportrichtung (T) des Gießstrangs (1) oder entgegen der Transportrichtung (T) in die angepasste erste Betriebsposition verschoben wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Flüssigkeit (F), die durch die Spritzdüse des ersten Typs (14) in Richtung des Gießstrangs (1) ausgebracht wird, in der angepassten ersten Betriebsposition der Spritzdüse des ersten Typs (14) um 100% erhöht wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzdüse des ersten Typs (14) von ihrer Ausgangsposition durch eine Bewegung senkrecht zur Transportrichtung (T) des Gießstrangs (1) in die angepasste zweite Betriebsposition verschoben wird.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (F) auch auf eine Außenoberfläche (13) von zumindest einer Stützrolle (12) ausgebracht wird, indem diese Flüssigkeit (F) aus zumindest einer angrenzend zur stützenden Strangführung (4) angeordneten Spritzdüse eines ersten Typs (14) ausgebracht wird und ein Spritzwinkel dieser Spritzdüse (14) breiter eingestellt wird.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, soweit rückbezogen auf Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Flüssigkeit (F), die aus der Spritzdüse des ersten Typs (14) auch auf eine Außenoberfläche (13) von zumindest einer Stützrolle (12) ausgebracht wird, um zumindest 0,1 Liter/min erhöht wird.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit (F) auch auf eine Außenoberfläche (13) von zumindest einer Stützrolle (12) ausgebracht wird, indem diese Flüssigkeit (F) aus zumindest eine Spritzdüse eines zweiten Typs (16) ausgebracht wird und hierbei diese Spritzdüse des zweiten Typs (16) angrenzend an eine zugeordnete Stützrolle (12) angeordnet ist, derart, dass durch diese Spritzdüse (16) die Flüssigkeit (F) in Richtung einer Drehachse (D) der zugeordneten Stützrolle (12) ausgebracht wird.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, soweit rückbezogen auf Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des softwarebasierten Berechnungsmodells in einem Horizontalteil der stützenden Strangführung (4) die Temperatur einer Mehrzahl von Stützrollen (12) jeweils paarweise oberhalb und unterhalb des Gießstrangs (1) bestimmt wird, wobei, falls die Temperatur einer bestimmten Stützrolle (12) unterhalb des Gießstrangs (1) größer als die Temperatur der zugeordneten Stützrolle (12) oberhalb des Gießstrangs (1) ist, dann die Flüssigkeit (F) durch zumindest eine unterhalb des Gießstrangs (1) angeordnete Spritzdüse des zweiten Typs (16) auf die Außenoberfläche (13) dieser bestimmten Stützrolle (12) ausgebracht wird.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3766968A (en) * 1971-04-30 1973-10-23 Voest Ag Continuous casting plant for slabs
JPS58119452A (ja) * 1982-01-09 1983-07-15 Kawasaki Steel Corp 連続鋳造における鋳片表面温度の制御方法
US4567934A (en) * 1983-02-28 1986-02-04 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Cooling mechanism for use in continuous metal casting
EP1937429B1 (de) 2006-01-11 2009-03-18 SMS Demag Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum stranggiessen
US11123793B2 (en) * 2017-06-07 2021-09-21 Primetals Technologies Austria GmbH Coolant nozzle for cooling a metal strand in a continuous casting installation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09141408A (ja) * 1995-11-24 1997-06-03 Kawasaki Steel Corp 連続鋳造の二次冷却方法
KR101149137B1 (ko) * 2009-06-26 2012-05-25 현대제철 주식회사 연속주조설비의 이물질 제거장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3766968A (en) * 1971-04-30 1973-10-23 Voest Ag Continuous casting plant for slabs
JPS58119452A (ja) * 1982-01-09 1983-07-15 Kawasaki Steel Corp 連続鋳造における鋳片表面温度の制御方法
US4567934A (en) * 1983-02-28 1986-02-04 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Cooling mechanism for use in continuous metal casting
EP1937429B1 (de) 2006-01-11 2009-03-18 SMS Demag Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum stranggiessen
US11123793B2 (en) * 2017-06-07 2021-09-21 Primetals Technologies Austria GmbH Coolant nozzle for cooling a metal strand in a continuous casting installation

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