FR2513913A2 - Controlled cooling of cast slab in continuous casting plant - where computer is used to adjust vol. of water fed through spraying nozzles in sec. cooling zone - Google Patents

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    • 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

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Abstract

This is an addn. to 80.05592, which described the cooling of a slab where the latter is divided into several successive and imaginary zones fed with specific amts. of cooling water in each section of the guide and support roll track forming the sec. cooling zone for the slab. The novelty in this addn. is that, at least in one section in the second part of the sec. cooling zone, several of the imaginary zones of the slab are regrouped so the total length of the gp. is equal to the sum of the zones forming that gp. The gp. is then considered as a single imaginary zone for which a standard water flow is calculated. See also 2513911. The size of the computer used to control water flow in the main patent can be reduced.

Description

Le brevet principal a pour objet un procédé de contrôle du refroidissement du produit coulé dans une installation de coulée continue suivant lequel on divise fictivement le produit coulé en tranches élémentaires, on calcule périodiquement les débits d'eau à projeter sur les différentes tranches en fonction de leur âge, on intègre les débits d'eau calculés pour toutes les tranches se trouvant dans chaque section de la zone de refroidissement secondaire pour déterminer les valeurs de consigne des débits d'eau des différentes sections et on maintient, au moyen de regulateurs, les débits d'alimentation en eau des différentes sections egaux aux valeurs de consigne respectives.Les tranches elementaires prises en considération dans ce procédé sont les éléments de barre coules pendant les intervalles de temps compris entre deux calculs successifs. The main patent relates to a method of controlling the cooling of the product poured in a continuous casting installation according to which the fictitious product is divided into elementary slices, the water flow rates to be projected on the different slices are periodically calculated as a function of their age, the water flow rates calculated for all the units located in each section of the secondary cooling zone are integrated to determine the set values for the water flow rates of the different sections and the temperature is maintained by means of regulators. water supply rates of the different sections equal to the respective setpoint values. The elementary sections taken into account in this process are the elements of bar bars during the time intervals between two successive calculations.

Dans la première partie de la zone de refroidissement secondaire faisant suite à la lingotière, les sections sont relativement courtes et l'intensité du refroidisse ment doit pouvoir être modifiée rapidement, en régime transitoire, car ltépaisseur et l'inertie thermique de la croûte solidifiée y sont encore faibles. Par ailleurs, le passé thermique des tranches se trouvant dans ces sections est relativement court. Pour bien contrôler le refroidissement du produit coulé dans cette partie de la machine il faut donc avoir des tranches élémentaires de faible longueur afin d'augmenter la précision des calculs. Mais cela conduit à avoir un grand nombre de tranches dans la zone de refroidissement secondaire et à effectuer un grand nombre de calculs, ce qui oblige à utiliser un calculateur de grande capacité et par conséquent coûteux. In the first part of the secondary cooling zone following the ingot mold, the sections are relatively short and the intensity of the cooling must be able to be modified quickly, in transient regime, because the thickness and the thermal inertia of the solidified crust y are still weak. In addition, the thermal past of the sections in these sections is relatively short. To properly control the cooling of the product poured into this part of the machine, it is therefore necessary to have elementary sections of short length in order to increase the accuracy of the calculations. However, this leads to having a large number of wafers in the secondary cooling zone and to performing a large number of calculations, which means that a large capacity and consequently expensive computer must be used.

Le but de la présente invention est de permettre l'utilisation d'un calculateur de capacité plus faible sans nuire à la qualité du contrôle du refroidissement du produit coulé. The object of the present invention is to allow the use of a lower capacity calculator without adversely affecting the quality of the control of the cooling of the cast product.

Le procédé objet de l'invention est caractérisé en ce que dans au moins une section de la seconde partie de la zone de refroidissement secondaire on regroupe plusieurs tranches se trouvant dans cette section et on calcule les débits d'eau en considérant ce groupe comme une tranche unique dont la longueur est égale à la somme des longueurs des tranches constitutives, et dont l'âge est égal à la moyenne des âges de ces tranches. The process which is the subject of the invention is characterized in that in at least one section of the second part of the secondary cooling zone, several slices in this section are grouped together and the water flows are calculated by considering this group as a single slice whose length is equal to the sum of the lengths of the constituent slices, and whose age is equal to the average of the ages of these slices.

La limite entre les première et seconde parties de la zone de refroidissement dépend des paramètres de coulée et notamment de la nature du métal et de la vitesse de cou lée. Suivant la valeur de ces paramètres, la longueur, mesurée suivant la direction de coulée, de la première partie de la zone de refroidissement représentera de 10 % à 50 % de la longueur totale de cette zone, la seconde partie s'étendant depuis la limite aval de la première partie jusqu'à l'extrémité aval de la zone de refroidissement. The limit between the first and second parts of the cooling zone depends on the casting parameters and in particular on the nature of the metal and the casting speed. Depending on the value of these parameters, the length, measured along the pouring direction, of the first part of the cooling zone will represent from 10% to 50% of the total length of this zone, the second part extending from the limit. downstream from the first part to the downstream end of the cooling zone.

Grâce à l'invention, on peut choisir la longueur des tranches élémentaires de façon à réaliser un contrôle précis dans la première partie de la zone de refroidissement secondaire, et on réduit le temps d'exécution des calculs, ce qui permet d1utiliser un calculateur moins puissant. Thanks to the invention, the length of the elementary sections can be chosen so as to carry out a precise control in the first part of the secondary cooling zone, and the execution time of the calculations is reduced, which makes it possible to use a computer less powerful.

En regroupant les tranches élémentaires dans la seconde partie de la zone de refroidissement secondaire on ne nuit pas à la précision des calculs et à la qualité du contrôle car dans cette partie de la machine les sections sont relativement plus longues, l'épaisseur et l'inertie thermique de la croûte solidifiée du produit coulé sont importantes et le passé thermique des tranches est relativement long. L'intervalle de temps entre deux calculs successifs est le même tout le long de la zone de refroidissement secondaire.By grouping the elementary sections in the second part of the secondary cooling zone, there is no harm to the precision of the calculations and the quality of the control because in this part of the machine the sections are relatively longer, the thickness and the thermal inertia of the solidified crust of the cast product are important and the thermal past of the slices is relatively long. The time interval between two successive calculations is the same all along the secondary cooling zone.

De préférence, toutes les tranches situées, à un instant donné, dans la seconde partie de la zone de refroidissement secondaire seront regroupées. Les différents groupes peuvent comporter ou non un même nombre de tranches, qui peut varier par exemple de deux à dix ; on peut en particulier prévoir que le nombre de tranches des groupes croît d'amont en aval. La zone de refroidissement peut, par exemple, être divisée en deux parties de longueurs égales. Preferably, all the sections located, at a given time, in the second part of the secondary cooling zone will be grouped together. The different groups may or may not have the same number of sections, which may vary for example from two to ten; one can in particular predict that the number of sections of the groups increases from upstream to downstream. The cooling zone can, for example, be divided into two parts of equal length.

Le calcul du débit d'eau pour chaque groupe de tranches est effectué, comme pour chaque tranche élémentaire, suivant le procédé du brevet principal, en déterminant au moyen d'un calculateur et a l'aide de deux courbes donnant respectivement les variations de la quantité de chaleur extraite d'une masse unitaire et la température superficielle d'une tranche élémentaire du produit coulé en fonction de l'âge de ladite tranche, la quantité de chaleur et la température superficielle correspondant à l'âge attribué au dit groupe, en calculant à partir des grandeurs ainsi determinées un coefficient d'échange thermique puis un débit d'eau spécifique à l'aide d'une troisième courbe établissant une relation entre ces deux paramètres et en multipliant ce débit d'eau spécifique par la surface latérale de l'ensemble des tranches du dit groupe ou seulement une fraction de cette surface, suivant l'agencement des buses de refroidissement. Pour tenir compte de la quantité de chaleur extraite en lingotière, on corrigera la courbe donnant les variations de la quantité de chaleur extraite d'une masse unitaire des tranches en fonction de leur âge en la décalant parallèlement à l'axe des temps d'une longueur qui est la moyenne des décalages déterminés, comme décrit au brevet principal, pour les différentes tranches du groupe ; cette moyenne peut être pondérée en tenant compte par exemple des longueurs des tranches.  The calculation of the water flow rate for each group of sections is carried out, as for each elementary section, according to the method of the main patent, determining by means of a calculator and using two curves giving respectively the variations of the quantity of heat extracted from a unit mass and the surface temperature of an elementary slice of the cast product as a function of the age of said slice, the quantity of heat and the surface temperature corresponding to the age attributed to said group, in calculating from the quantities thus determined a coefficient of heat exchange then a specific water flow using a third curve establishing a relationship between these two parameters and by multiplying this specific water flow by the lateral surface of all of the sections of said group or only a fraction of this area, depending on the arrangement of the cooling nozzles. To take into account the quantity of heat extracted in an ingot mold, we will correct the curve giving the variations of the quantity of heat extracted from a unit mass of the slices according to their age by shifting it parallel to the time axis of a length which is the average of the shifts determined, as described in the main patent, for the different sections of the group; this average can be weighted by taking into account, for example, the lengths of the sections.

Claims (2)

R E V E ;s D I C A T I 0 N S  R E V E; s D I C A T I 0 N S l'âge est égal à la moyenne des âges de ces tranches. the age is equal to the average of the ages of these groups. des longueurs des tranches constituant le groupe et dont lengths of the sections constituting the group and of which une tranche unique dont la longueur est égale à la somme a single slice whose length is equal to the sum calcule les débits d'eau en considérant ce groupe comme calculates water flows by considering this group as plusieurs tranches se trouvant dans cette section et on several slices in this section and we de la zone de refroidissement secondaire on regroupe from the secondary cooling zone we group en ce que dans au moins une section de la seconde partie in that in at least one section of the second part égaux aux valeurs de consigne respectives, caractérisé equal to the respective setpoints, characterized bits d'alimentation en eau des différentes sections water supply bits from different sections tions et on maintient, au moyen de régulateurs, les dé and we maintain, by means of regulators, the de leurs de consigne des débits d'eau des différentes sec their setpoints for water flows of different sec de refroidissement secondaire pour déterminer les va secondary cooling to determine the va les tranches se trouvant dans chaque section de la zone the slices in each section of the zone âge, on intègre les débits d'eau calculés pour toutes age, we integrate the water flows calculated for all projeter sur les différentes tranches on fonction de leur project on the different slices depending on their mentaires, on calcule périodiquement les débits d'eau à water flow rates are periodically calculated at on divise fictivement le produit coulé en tranches élé the fictitious product is divided into elé slices dans une installation de coulée continue suivant lequel in a continuous casting installation according to which 1. Procédé de contrôle du refroidissement du produit coulé 1. Method for controlling the cooling of the cast product 2. Procédé selon la revendication 1 suivant lequel on uti2. Method according to claim 1 according to which one uti lise pour le calcul du débit d'eau à affecter à une read for calculating the water flow to be assigned to a tranche élémentaire une courbe donnant les variations de elementary slice a curve giving the variations of la quantité de chaleur extraite d'une masse unitaire des the amount of heat extracted from a unit mass of tranches en fonction de leur âge et on décale ladite slices according to their age and we shift said courbe parallèlement à l'axe des temps d'une longueur curve parallel to the time axis of a length déterminée en fonction du temps de séjour et de la quan determined according to the residence time and the quan tité de chaleur extraite en lingotière de la tranche heat extracted in the mold from the wafer considérée, caractérisé en ce que pour le calcul du dé considered, characterized in that for the calculation of the die bit d'eau à affecter au groupe de tranches considéré, bit of water to be assigned to the group of units considered, on décale ladite courbe d'une longueur qui est la moyenne we shift said curve by a length which is the average des décalages déterminés pour les différentes tranches determined offsets for the different sections constituant le groupe.  constituting the group.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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