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EP2788133A1 - Prozesstechnische massnahmen in einer stranggiessmaschine bei giessstart, bei giessende und bei der herstellung eines übergangsstücks - Google Patents

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

Info

Publication number
EP2788133A1
EP2788133A1 EP12798200.7A EP12798200A EP2788133A1 EP 2788133 A1 EP2788133 A1 EP 2788133A1 EP 12798200 A EP12798200 A EP 12798200A EP 2788133 A1 EP2788133 A1 EP 2788133A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
strand
cooling
pair
mold
casting
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.)
Granted
Application number
EP12798200.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2788133B1 (de
Inventor
Kurt Dittenberger
Udo Feischl
Klemens Hauser
Wolfgang Kibler
Paul Pennerstorfer
Franz Ramstorfer
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.)
Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=47324071&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2788133(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria filed Critical Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
Publication of EP2788133A1 publication Critical patent/EP2788133A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2788133B1 publication Critical patent/EP2788133B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • B22D11/08—Accessories for starting the casting procedure
    • B22D11/081—Starter bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
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    • B22D11/08—Accessories for starting the casting procedure
    • B22D11/081—Starter bars
    • B22D11/083—Starter bar head; Means for connecting or detaching starter bars and ingots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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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    • B22D11/161—Controlling or regulating processes or operations for automatic starting the casting process
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    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
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    • B22D11/208—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock for aligning the guide rolls
    • 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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    • B22D11/16—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
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations

Definitions

  • the present invention relates to a method for each
  • the invention relates to a method for operating a continuous casting machine at casting start, wherein the
  • Continuous casting machine comprises a mold and a strand guide, and the strand guide comprises at least a pair of engagable strand guide rollers and at least one cooling nozzle, comprising the following method steps:
  • the invention relates to a method for operating a continuous casting machine at the end of casting, wherein the
  • Continuous casting machine comprises a mold and a strand guide, and the strand guide comprises at least a pair of engagable strand guide rollers and at least one cooling nozzle, comprising the following method steps: Continuously casting a strand, wherein in the mold liquid steel is poured into an at least partially solidified strand;
  • Strand region having a length B, 0.5 ⁇ B ⁇ 5 m, and subsequently having a strand main part;
  • Casting is pulled out of the mold.
  • the invention relates to a method for operating a continuous casting machine in a temporary
  • the continuous casting machine comprises a mold and a strand guide
  • the strand guide comprises at least a pair of engagable strand guide rolls and at least one cooling nozzle, comprising the following
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art and to present an operating method for a continuous casting machine at casting start, at the end of casting, and at a slowing down of the casting operation, with which the quality of the strand ends (of the strand beginning and strand ends) is improved, and
  • the continuous casting machine is preventively protected against damage when applying the method.
  • Claim 1 relates to a method for operating a
  • Has passed strand guide rollers setting the pair to the strand so that the pair touches the strand;
  • Nominal amount of refrigerant Q Nominal comprises applying to the strand starting region; Cooling the strand main body with Q ⁇ Q nn, wherein the cooling nozzle has a coolant amount Q substantially equal to Q Nen. on the strand body.
  • the term continuous casting machine all fall
  • Casting machines which are suitable for the continuous production of a strand with a long or flat product cross-section from a molten steel.
  • the invention is based on the finding that the
  • Strand ends i. the strand beginning and the strand end are colder than the intervening strand (hereinafter also referred to as the strand main part), which is continuously cast at nominal casting conditions. This is mainly due to the reduced casting speed at the casting start and casting end.
  • heat is transferred via the cold strand or through the water, which in addition to the strand end or the strand board, i. the end face of the Strangendes, arrives, dissipated. Because of the lower temperature, the strand ends i.A. completely solidified. When these two cold and solidified strand ends are transported through the machine, it may be particularly in the bending and straightening zone (i.e., in the zones where the strand of the
  • Rolling forces come, which are caused by the contact of individual (or at least less) roles with these strand parts (instead of a contact of several roles in one
  • roller forces can be far above the maximum permissible values of the roller bearings and thus lead to damage of the rollers or the roller position.
  • the position of the cold rod head or the strand beginning - which is opposite to the cold strand head - when pulling the dummy strand (or the strand, since the strand connected to the cold strand) in the strand guide is time continuously or temporally discretized (eg at defined sampling times) detected (Engl, "tracked") after the Strangagging, or preferably the upper end of
  • Strand section with a length of length A, 0.5 ⁇ A ⁇ 5 m, has passed through a pair of adjustable strand guide rollers, the pair is hitched to the strand so that the pair touches the strand. Furthermore, the strand start region is cooled by a cooling nozzle less than the
  • Strand main body adjoining the strand catchment area; specifically the strand initial area with a coolant amount Q ⁇ Q Ne nn and the strand body having a refrigerant quantity Q Q ⁇ hen cooled.
  • the strand beginning in the language of the expert is "softer cooled" than the
  • Strand body continuously cast at nominal casting conditions. Preferably, only after the
  • Strang a distance of typically several meters in the casting direction of a pair of opposite
  • a strand guiding roller of a strand guide segment which is made by the inclination of the clamping cylinder of the segment, or a strand guide roller, which is made by a (see, for example, WO01 / 94051) or two Anstellzylinder to the strand.
  • the rated refrigerant amount QNenn is from
  • Casting speed the strand age or particularly preferably dependent on the location-dependent strand temperature.
  • Q rated is smaller at a low casting speed than at a higher casting speed.
  • QNon depending on the strand temperature
  • Strand temperature either by measurement (for example by means of a pyrometer) or by online simulation of the strand temperature (for example by the software package Dynacs or Dynacs 3D)
  • Stranbegfangs or Stranbegfangs reasonably evenly to the temperature of the strand main body, which is poured continuously at nominal casting conditions is adjusted.
  • the increase in the amount of coolant can be done either continuously or in discrete steps. Below the distance is the difference of the so-called
  • the strand is reduced by the employment of the pair of engagable strand guide rollers to the strand in its thickness. It is particularly advantageous if the strand in the
  • the object of the invention is also by a
  • Claim 5 relates to a method for operating a
  • Coolant nozzle a quantity of coolant Q substantially equal to a nominal coolant quantity Q Nenn diligentstingt on the strand area;
  • a strand end is formed in the mold, followed by a strand region with a length B and a strand main part in the casting direction.
  • the position of the strand end in the strand guide is in turn detected.
  • the pair of engagable strand guide rollers are replaced by the strand end, Preferably, before a lower end of the strand area, the couple has passed, pulled back from the strand, so that the two strand guide rollers no longer touch the strand (positively formulated means that both
  • Strand guide rollers have a distance from the surface of the strand).
  • the strand body is cooled substantially with the rated coolant amount Q Ne nn; of the
  • discharged coolant quantity Q is reduced as a function of a distance between the strand end and the cooling nozzle, where 0 ⁇ Q ⁇ Q Ne nn ⁇
  • the end plate is subjected to the maximum water flow rate, at least in the first three cooling zones of the strand guide, so that spill-out is reliably prevented it is advantageous to stop cooling through the cooling nozzle after the strand end has passed the cooling nozzle.
  • the object of the invention is also by a
  • Claim 9 relates to a method for operating a
  • Coolant nozzle a quantity of coolant Q substantially equal to a nominal coolant quantity Q Nenn personallystingt on the strand main body;
  • Coolant nozzle a quantity of coolant Q ⁇ Q nominal on the
  • Strand body is. Damage to the strand guide is prevented by having a pair of adjusters
  • the guide rollers are retracted before passing the adapter so that the track guide rollers do not contact the adapter. After passing the
  • Figure 1 is a schematic representation of the method according to the invention at the start of casting, wherein the different phases are shown in the subfigures la to ld;
  • Figure 2 is a schematic representation of the method according to the invention at the end of casting, wherein the phases are shown in the subfigures 2a to 2f;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the cooling quantity distribution in a strand start region
  • Figure 5 is a schematic representation of the method according to the invention in a temporary slowdown of
  • Figure 1 shows the inventive method for operating a continuous casting machine at casting start, wherein the
  • the continuous casting machine 1 is in this case as a vertical continuous casting machine with a cooled Continuous mold 3 carried out for the continuous casting of liquid steel to a strand 2 with billet or
  • Vorblockprofilquerites is formed.
  • the strand guide 4 has a plurality of pairs of mutually engageable with the strand 2 strand guide rollers 5 and a plurality of cooling nozzles 10.
  • liquid steel is filled by means of a dip tube, not shown, in the mold 3, where the molten steel by a so-called
  • Primary cooling is cooled and thereby forms a partially solid strand 2 with a thin strand shell.
  • Fig la shows the situation before the casting start, which is referred to in this application as casting start.
  • a casting distributor (not shown) fills molten steel via a dip tube (narrow SEN) into the mold 3, wherein a casting mirror (the
  • Strand beginning area 17 with a length A, and a
  • Strand main part 20 has. At the contact surface between the cold strand head 7 and the strand 2 forms the
  • Strangsweeping 16 which is welded to the cold rod head 7. Contrary to the casting 9 follows on the strand beginning 16 of the strand starting region 17, and on the
  • FIG. 1 c shows the situation when the cold strand 6 is pulled out of the mold 3.
  • the casting mirror 15 in the mold is held approximately constant by the supply of molten steel, so that the cold strand 6 - which is connected to the strand 2 - is pulled out in the casting direction 9 - by the
  • drivable strand guide rollers 8 is also pulled out of the mold.
  • a rotary encoder which is connected to a hired, driven strand guide roller 8.
  • the person skilled in the art also knows of other ways in which the position of the cold rod head can be detected or "tracked.”
  • Strand guide rollers 5 of the case, their employment has been indicated to the strand 2 by an arrow.
  • Cooling nozzle pair 10 a reduced amount of coolant Q ⁇ Q Ne nn of
  • the reduced amount of refrigerant is represented in the figures by a thin jet of coolant.
  • Strangergfangs Symposium 17 is defined by the strand beginning 16 and by the length A.
  • FIG. 1 d shows a further situation during casting start, wherein the strand 2 has been pulled further out of the mold 3.
  • the strand beginning 16 has passed the two uppermost pairs of strand guide rollers 5, so that both pairs are employed on the strand 2.
  • the strand beginning area 17 with a length of A 3 m, the one with a reduced
  • Coolant quantity is cooled is also shown.
  • the uppermost cooling nozzle 10 is already outside the
  • the engageable strand guide rollers 5 are not placed on the strand immediately after passing the strand start 16, but only after the upper end 17a has passed the rollers 5 or the strand beginning 16 has reached a position that the
  • the quantity of coolant Q discharged from the cooling nozzle 10 onto the strand starting region 17 is increased as a function of a distance 11 between the strand start 16 and the cooling nozzle 10, where 0 ⁇ Q ⁇ Q nominal .
  • the strand beginning 16 or the strand start region becomes 17 cooled less than the subsequent strand main piece 20, wherein the amount of coolant Q is continuously or discretely increased to Qtienn.
  • Coolant quantity Q over the distance x (in Fig ld the
  • Reference numeral 11, wherein x runs counter to the casting direction 9) is increased between the strand start 16 and the cooling nozzle.
  • the solid line indicates one
  • Q ⁇ nominal ⁇
  • Fig. 2a shows the continuous operation of
  • Continuous casting machine 1 wherein all strand guide rollers 5, 8 of the strand guide are employed on the strand 2 and the strand 2 is cooled by the cooling nozzles 10 with the nominal coolant quantity QNenn (represented by a wide coolant jet).
  • Fig. 2c shows a position of the strand 2 where, just before the lower end of the strand portion 19a has passed the uppermost pair of engagable strand guide rolls 5, the pair is retracted from the strand 2 so that the pair does not touch the strand region, i. that the rollers of the pair have a distance transversely to the casting direction 9 to the strand.
  • the retraction is by an arrow
  • FIG. 2 d shows a further position of the strand 2, wherein the strand region 19 is cooled by the uppermost cooling nozzles 10 with a reduced amount of coolant Q ⁇ Q Ne nn.
  • Fig. 2e shows another position of the strand 2 at
  • Strand guide rollers 5 were withdrawn from the strand.
  • the second row of the cooling nozzles 10 cools the strand region 19 again with a reduced amount of coolant.
  • FIG. 2f shows the case in which the strand end 18 has already passed the uppermost row of cooling nozzles 10, so that the cooling by these cooling nozzles 10 is ended.
  • FIG. 5 shows the method for operating the continuous casting plant according to FIG. 1 during a temporary deceleration of the casting operation.
  • 5a shows the continuous operation of
  • Transition piece 21 initiated, wherein in Figure 5b, the lower end 21a of the transition piece is formed.
  • Transition piece in the casting direction 9 subsequent strand part is referred to as the lower strand main piece 20a.
  • Transition piece 21 is formed, whereby the formation of the intermediate piece 21 is terminated.
  • the positions of the upper 21b and lower end 21a of the transition piece 21 are detected, for example by means of the driven strand guide rollers 8, so that their positions for the subsequent position of engageable
  • Strand guide rollers 5 and the cooling nozzles 10 can be used.
  • Fig. 5e shows how the strand 2 with the lower
  • FIG. 5f shows a further situation in the production of the transition piece 21.
  • the strand 2 is pulled out further, with the uppermost pair of strand guiding rolls being brought back to the strand 2 or the upper strand main part 20b.
  • the second pair of strand guide rolls has already undergone this sequence of strand withdrawal and reinstatement to the strand.
  • a reduced amount of coolant is represented by a thinner coolant jet.
  • the third pair of rollers 5 was before the lower end 21 a of
  • Transition piece 21 rolls happens, from strand
  • the retraction may be either immediately prior to passing the lower end 21a, or already done a few meters before actually passing. Similarly, the

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft je ein Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine (1) bei Gießstart, bei Gießende und bei der Herstellung eines Übergangsstücks (21). Die Aufgabe der Erfindung ist es, - die Qualität der Strangenden (16, 18) zu verbessern, und - die Stranggießmaschine (1) bei der Anwendung des Verfahrens präventiv vor Beschädigungen zu schützen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine (1) bei Gießstart durch folgende zusätzliche Verfahrensschritte gelöst: - Erfassen einer Position des Stranganfangs (16) in der Strangführung (4); - nachdem der Stranganfang (16), vorzugsweise ein oberes Ende (17a) des Stranganfangsbereich (17), das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen (5) passiert hat: Anstellen des Paars an den Strang (2), sodass das Paar den Strang (2) berührt; - Kühlen des Stranganfangsbereichs (17) mit Q < QNenn, wobei die Kühldüse (10) eine Kühlmittelmenge Q kleiner einer Nennkühlmittelmenge QNenn auf den Stranganfangsbereich (17) ausbringt; und - Kühlen des Stranghauptteils (20) mit Q ≈ QNenn, wobei die Kühldüse (10) eine Kühlmittelmenge Q im Wesentlichen gleich QNenn auf den Stranghauptteil (20) ausbringt.

Description

Beschreibung
Prozesstechnische Maßnahmen m einer Stranggießmaschine bei Gießstart, bei Gießende und bei der Herstellung eines
Übergangsstücks
Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft je ein Verfahren zum
Betrieb einer Stranggießmaschine bei Gießstart, bei Gießende und bei einer vorübergehenden Verlangsamung des Gießbetriebs.
Einerseits betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine bei Gießstart, wobei die
Stranggießmaschine eine Kokille und eine Strangführung umfasst, und die Strangführung zumindest ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen und zumindest eine Kühldüse umfasst, aufweisend folgende Verfahrensschritte:
Einführen eines Kaltstrangs in die Stranggießmaschine; - Halten des Kaltstrangs in der Strangführung, wobei ein
Kaltstrangkopf die Kokille fluiddicht abschließt;
Angießen der Stranggießmaschine, wobei flüssiger Stahl in die Kokille gegossen wird und sich dabei ein zumindest teilerstarrter Strang, der einen Stranganfang, einen
nachfolgenden Stranganfangsbereich mit einer Länge A, 0,5 < A < 5 m, und nachfolgend einen Stranghauptteil aufweist, ausbildet; und
Ausziehen des Kaltstrangs, wobei der Kaltstrang in einer Gießrichtung aus der Kokille ausgezogen wird.
Andererseits betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine bei Gießende, wobei die
Stranggießmaschine eine Kokille und eine Strangführung umfasst, und die Strangführung zumindest ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen und zumindest eine Kühldüse umfasst, aufweisend folgende Verfahrensschritte: Stranggießen eines Strangs, wobei in der Kokille flüssiger Stahl zu einem zumindest teilerstarrten Strang vergossen wird;
Stoppen der Zufuhr von flüssigem Stahl in die Kokille, wodurch sich in der Kokille ein Strangende ausbildet, sodass der Strang ein Strangende, einen nachfolgenden
Strangendbereich mit einer Länge B, 0,5 < B < 5 m, und nachfolgend einen Stranghauptteil aufweist; und
Ausziehen des Strangs, wobei der Strang in einer
Gießrichtung aus der Kokille ausgezogen wird.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine bei einer vorübergehenden
Verlangsamung des Gießbetriebs (z.B. im Zuge eines
Pfannenwechsels) , wobei die Stranggießmaschine eine Kokille und eine Strangführung umfasst, und die Strangführung zumindest ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen und zumindest eine Kühldüse umfasst, aufweisend folgende
Verfahrensschritte :
Stranggießen eines Strangs, wobei in der Kokille flüssiger Stahl zu einem zumindest teilerstarrten Strang vergossen wird;
Ausziehen des Strangs mit einer Geschwindigkeit v, wobei der Strang in einer Gießrichtung mit v im Wesentlichen gleich einer Nenn-Geschwindigkeit vNenn aus der Kokille ausgezogen wird;
Reduzieren einer Zufuhrrate von flüssigem Stahl in die Kokille, wodurch die Ausbildung eines Übergangsstücks beginnt;
Ausziehen des Strangs mit v < vNenn;
Erhöhen der Zufuhrrate von flüssigem Stahl, wodurch die Ausbildung eines Übergangsstücks beendet wird, sodass der Strang einen unteren Stranghauptteil, ein Übergangsstück und einen oberen Stranghauptteil aufweist;
Ausziehen des Strangs mit v ~ vNenn .
Stand der Technik Es ist bekannt, dass der Betrieb einer Stranggießmaschine bei Gießstart bzw. bei Gießende besondere Maßnahmen erfordert, um die Maschine vor Überlast und Beschädigung zu schützen. Aus der US 6,779,587 B2 ist es bekannt, im Falle einer
Überschreitung einer maximalen Anstellkraft bei der
Anstellung von anstellbaren Strangführungsrollen an einen Strang von einer Positionsregelung auf eine Druckregelung umzuschalten. Dadurch sollen Beschädigungen der Strangführung durch den Kaltstrang beim Gießstart verhindert werden. Da gemäß der Schrift die Kühlung bei Gießstart gegenüber dem Nennbetrieb nicht verändert wird, wird der Stranganfang bzw. das Strangende „zu hart" gekühlt (d.h. dass die Strangenden deutlich kälter sind als der dazwischen liegende Strang) . Dadurch wird die Qualität der beiden Strangenden reduziert, sodass diese Teile typischerweise vor einem nachfolgenden Walzvorgang abgetrennt werden müssen. Letztendlich resultiert dies in einer geringeren Produktivität der Stranggießmaschine und zusätzlichem Aufwand bei der Weiterverarbeitung des Strangs.
Aus der US 4,317,482 ist es bekannt, die Strangauszugskräfte in einer Stranggießmaschine kontinuierlich zu überwachen, um Beschädigungen der Stranggießmaschine bzw. einen Austritt von flüssigem Metall (engl, „spill-out") aus dem teilerstarrten Strang zu verhindern. Dadurch wird die Bedienmannschaft zwar über unmittelbar bevorstehende Probleme in der
Stranggießmaschine informiert; wie jedoch diese Probleme präventiv verhindert werden können, kann der Schrift nicht entnommen werden.
Aus der EP 1 697 070 Bl sind Maßnahmen bei einem
Verteilerwechsel bekannt, um den Eintrag von Fremdpartikel in den Strang niedrig zu halten. Weiters wird die
Gießgeschwindigkeit beim Verteilerwechsel reduziert, wobei sich ein sogenanntes Übergangsstück ausbildet. Konkrete Anweisungen, welche Maßnahmen zum Schutz der
Stranggießmaschine bei Gießstart, bei Gießende bzw. bei der Erzeugung eines Übergangsstücks vorzunehmen sind, können den obigen Schriften nicht entnommen werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und je ein Betriebsverfahren für eine Stranggießmaschine bei Gießstart, bei Gießende, und bei einer Verlangsamung des Gießbetriebs darzustellen, mit denen die Qualität der Strangenden (des Stranganfangs und Strangendes) verbessert wird, und
die Stranggießmaschine bei der Anwendung des Verfahrens präventiv vor Beschädigungen geschützt wird.
Technische Lösung
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Anspruch 1 betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer
Stranggießmaschine bei Gießstart der eingangs genannten Art, mit den zusätzlichen Verfahrensschritten:
Erfassen einer Position des Stranganfangs in der
Strangführung;
- nachdem der Stranganfang, vorzugsweise ein oberes Ende des Stranganfangsbereich, das Paar von anstellbaren
Strangführungsrollen passiert hat: Anstellen des Paars an den Strang, sodass das Paar den Strang berührt;
Kühlen des Stranganfangsbereichs mit Q < QNenn , wobei die Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q kleiner einer
Nennkühlmittelmenge QNenn auf den Stranganfangsbereich ausbringt ; Kühlen des Stranghauptteils mit Q ~ Q nn, wobei die Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q im Wesentlichen gleich QNen. auf den Stranghauptteil ausbringt. Unter dem Begriff Stranggießmaschine fallen sämtliche
Gießmaschinen, die zur kontinuierlichen Produktion eines Strangs mit Lang- oder Flachproduktquerschnitt aus einer Stahlschmelze geeignet sind. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die
Strangenden, d.h. der Stranganfang und das Strangende, kälter sind als der dazwischen liegende Strang (nachfolgend auch als Stranghauptteil bezeichnet) , der kontinuierlich bei Nenn- Gießbedingungen gegossen wird. Hervorgerufen wird dies vor allem durch die reduzierte Gießgeschwindigkeit beim Gießstart und Gießende. Zusätzlich wird Wärme über den Kaltstrang bzw. durch das Wasser, welches zusätzlich auf das Strangende bzw. die Strangendplatte, d.h. die Stirnfläche des Strangendes, gelangt, abgeführt. Wegen der geringeren Temperatur sind die Strangenden i.A. vollkommen durcherstarrt. Werden diese beiden kalten und durcherstarrten Strangenden durch die Maschine transportiert, kann es vor allem in der Biege- und Richtzone (d.h. in den Zonen, wo der Strang von der
Vertikalen in die Bogenform gebogen bzw. von der Bogenform in die Horizontale rückgebogen wird) zu stark erhöhten
Rollenkräften kommen, die durch den Kontakt einzelner (oder zumindest weniger) Rollen mit diesen Strangteilen bedingt werden (anstatt eines Kontakt mehrerer Rollen in einem
Bereich, sodass es zu einer Aufteilung der Kräfte kommt) . Die Rollenkräfte können weit über den maximal zulässigen Werten der Rollenlager liegen und somit zu einer Beschädigung der Rollen bzw. der Rollenlage führen.
Erfindungsgemäß wird nach dem Einführen des Kaltstrangs, des Haltens des Kaltstrangs und des Angießens der
Stranggießmaschine die Position des Kaltstrangkopfs bzw. des Stranganfangs - der dem Kaltstrangkopf gegenüberliegt - beim Ausziehen des Kaltstrangs (bzw. des Strangs, da ja der Strang mit dem Kaltstrang verbunden ist) in der Strangführung zeitlich kontinuierlich oder zeitlich diskretisiert (z.B. zu definierten Abtastzeiten) erfasst (engl, „tracked") . Nachdem der Stranganfang, bzw. vorzugsweise das obere Ende des
Stranganfangsbereichs mit einer Länge von Länge A, 0,5 < A < 5 m, ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen passiert hat, wird das Paar an den Strang angestellt, sodass das Paar den Strang berührt. Weiters wird der Stranganfangsbereich durch eine Kühldüse weniger stark abgekühlt als der
Stranghauptteil, der sich an den Stranganfangsbereich anschließt; konkret wird der Stranganfangsbereich mit einer Kühlmittelmenge Q < QNenn und der Stranghauptteil mit einer Kühlmittelmenge Q ~ Q enn gekühlt. Somit wird der Stranganfang in der Sprache des Fachmanns „weicher gekühlt" als der
Stranghauptteil. Dadurch entspricht die Temperatur des
Stranganfangsbereichs eher der Temperatur des
Stranghauptteils, der kontinuierlich bei Nenn-Gießbedingungen gegossen wird. Vorzugsweise wird erst nachdem der
Stranganfang einen Abstand von typischerweise mehreren Metern in Gießrichtung von einem Paar der gegenüberliegenden
Strangführungsrollen aufweist, das Paar der
gegenüberliegenden Strangführungsrollen an den Strang angestellt und der Strang durch zumindest eine Kühldüse im Bereich des Paars der angestellten Strangführungsrolle mit der Nennkühlmittelmenge QNenn gekühlt. Dadurch dass beim
Gießstart der eigentliche Gießspalt zwischen den
Strangführungsrollen und dem Strang - nicht wie technisch üblich - unmittelbar am Stranganfang angewendet wird, sondern erst einige Meter nach dem Stranganfang, wird vermieden, dass es zu einem unerwünschten Kontakt der Rollen mit dem
Kaltstrang kommt bzw. die Soft Reduction nicht am kalten und daher sehr harten Stranganfangsbereich angewendet wird. Da somit die Strangführungsrollen den Stranganfangsbereich nicht berühren, wird einerseits die weitere Abkühlung des Strangs durch die typischerweise gekühlten Rollen vermieden;
andererseits wird eine Beschädigung der Rollen durch den Stranganfangsbereich präventiv und zuverlässig vermieden. In dieser Anmeldung soll unter einer anstellbaren
Strangführungsrolle sowohl eine einzeln anstellbare
Strangführungsrolle (siehe z.B. WO2011/095383) , eine
Strangführungsrolle eines Strangführungssegments, die durch die Schrägstellung der Klemmzylinder des Segments angestellt wird, oder eine Strangführungsrolle, die durch ein (siehe z.B. WO01/94051) oder zwei Anstellzylinder an den Strang angestellt wird, verstanden werden. Vorzugsweise ist die Nennkühlmittelmenge QNenn von der
Gießgeschwindigkeit, dem Strangalter oder besonders bevorzugt von der ortsabhängigen Strangtemperatur abhängig. Bei einer gießgeschwindigkeitsabhängigen Kühlmittelmenge ist QNenn bei einer niedrigen Gießgeschwindigkeit kleiner als bei einer höheren Gießgeschwindigkeit. Bei einer Nennkühlmittelmenge QNenn die von der Strangtemperatur abhängt, kann die
Strangtemperatur entweder durch Messung (z.B. mittels eines Pyrometers) oder durch online Simulation der Strangtemperatur (z.B. durch das Softwarepaket Dynacs bzw. Dynacs 3D)
ermittelt werden.
Es ist vorteilhaft, dass die von der Kühldüse auf den
Stranganfangsbereich ausgebrachte Kühlmittelmenge Q in
Abhängigkeit eines Abstands zwischen dem Stranganfang und der Kühldüse erhöht wird, wobei gilt Q -S QNenn · Das Erhöhen der Kühlmittelmenge bewirkt, dass die Temperatur des
Stranganfangs bzw. des Stranganfangsbereichs einigermaßen gleichmäßig an die Temperatur des Stranghauptteils, der kontinuierlich bei Nenn-Gießbedingungen gegossen wird, angepasst wird. Die Erhöhung der Kühlmittelmenge kann entweder kontinuierlich oder in diskreten Schritten erfolgen. Unter dem Abstand soll die Differenz der sogenannten
metallurgischen Längen verstanden werden. Um insbesondere Seigerungen im Strang zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der Strang durch das Anstellen des Paars der anstellbaren Strangführungsrollen an den Strang in seiner Dicke reduziert wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Strang bei der
Reduktion seiner Dicke einen flüssigen Kern aufweist. Dadurch werden u.A. auch die Kräfte bei der Reduktion verkleinert.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein
Verfahren nach Anspruch 5 gelöst. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Anspruch 5 betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer
Stranggießmaschine bei Gießende der eingangs genannten Art, mit den zusätzlichen Verfahrensschritten:
Erfassen einer Position des Strangendes in der
Strangführung;
- bevor das Strangende, vorzugsweise ein unteres Ende des Strangendbereichs, das Paar von anstellbaren
Strangführungsrollen passiert hat: Zurückziehen des Paars von anstellbaren Strangführungsrollen, sodass das Paar den Strang nicht berührt;
- Kühlen des Stranghauptteils mit Q ~ QNenn , wobei die
Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q im Wesentlichen gleich einer Nennkühlmittelmenge QNenn auf den Strangendbereich ausbringt;
Kühlen des Strangendbereichs mit Q < QNenn r wobei die Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q < QNenn auf den
Strangendbereich ausbringt;
Kühlen des Strangendes mit Q ^ QNenn , wobei die Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q ^ QNenn auf das Strangende ausbringt.
Durch das Einleiten des Gießendes bildet sich in der Kokille ein Strangende aus, an das sich ein Strangendbereich mit einer Länge B und ein Stranghauptteil in Gießrichtung anschließen. Zumindest nachdem das Gießende eingeleitet worden ist und die Zufuhr von flüssigem Stahl in die Kokille, z.B. durch das Schließen eines Verteilerstopfens, gestoppt worden ist, wird wiederum die Position des Strangendes in der Strangführung erfasst. Um Beschädigungen eines Paars von anstellbaren Strangführungsrollen zu vermeiden, wird das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen bevor das Strangende, vorzugsweise bevor ein unteres Ende des Strangendbereichs, das Paar passiert hat, vom Strang zurückgezogen, sodass die beiden Strangführungsrollen den Strang nicht mehr berühren (positiv formuliert bedeutet das, dass beide
Strangführungsrollen einen Abstand von der Oberfläche des Strangs aufweisen) . Der Stranghauptteil wird im Wesentlich mit der Nennkühlmittelmenge QNenn gekühlt; der
Strangendbereich wird mit einer Kühlmittelmenge Q < QNenn und das Strangende wird mit einer Kühlmittelmenge Q ^ QNenn gekühlt. Durch das schwächere Abkühlen des Strangendbereichs wird die Temperatur dieses Bereichs eher an die Temperatur des Stranghauptteils angepasst, sodass die Qualität
verbessert wird. Durch das starke Abkühlen des Strangendes, wird sichergestellt, dass die Strangendplatte vollständig durcherstarrt, sodass kein flüssiges Metall austreten kann. Für viele Stahlsorten ist es ausreichend, die starke Kühlung des Strangendes lediglich in den ersten Kühlzonen (z.B. die Kühlzonen 1 bis 3 unmittelbar nach der Kokille) anzuwenden. Um eine möglichst gleichmäßige Temperatur des
Strangendbereichs zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn beim Kühlen des Strangendbereichs die von der Kühldüse
ausgebrachte Kühlmittelmenge Q in Abhängigkeit eines Abstands zwischen dem Strangende und der Kühldüse reduziert wird, wobei gilt 0 < Q < QNenn ·
Um ein „Spill-out" beim Gießende zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn beim Kühlen des Strangendes die Kühldüse eine maximale Kühlmittelmenge Q = QMax auf den Strang
ausbringt. Dadurch wird die Endplatte - zumindest in den ersten drei Kühlzonen der Strangführung - mit der maximalen Wasserdurchflussmenge beaufschlagt, sodass ein „spill-out" zuverlässig verhindert wird. Um den Wasserverbrauch zu reduzieren bzw. das unerwünscht Kühlen des Strangs durch herabtropfendes Kühlwasser zu verhindern, ist es vorteilhaft, das Kühlen durch die Kühldüse zu beenden, nachdem das Strangende die Kühldüse passiert hat. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch ein
Verfahren nach Anspruch 9 gelöst. Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Anspruch 9 betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer
Stranggießmaschine bei einer vorübergehenden Verlangsamung des Gießbetriebs der eingangs genannten Art, mit den
zusätzlichen Verfahrensschritten :
- Erfassen der Positionen eines unteren Endes und eines oberen Endes des Übergangsstücks in der Strangführung;
bevor das untere Ende des Übergangsstücks das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen passiert hat: Zurückziehen des Paars von anstellbaren Strangführungsrollen vom Strang, sodass das Paar das Übergangsstück nicht berührt;
nachdem das obere Ende des Übergangsstücks das Paar von anstellbaren Strangführungsrollen passiert hat: Anstellen des Paars von anstellbaren Strangführungsrollen an den Strang, sodass das Paar den Strang berührt;
- Kühlen eines Stranghauptteils mit Q ~ QNenn, wobei die
Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q im Wesentlichen gleich einer Nennkühlmittelmenge QNenn auf den Stranghauptteil ausbringt;
Kühlen des Übergangsstücks mit Q < QNenn, wobei die
Kühldüse eine Kühlmittelmenge Q < QNenn auf das
Übergangsstücks ausbringt
Durch das Reduzieren der zugeführten Menge an flüssigem Stahl und der - aufgrund der Kontinuität resultierenden - Reduktion der Strangauszugsgeschwindigkeit, entsteht ein sogenanntes Übergangsstück im Strang, das deutlich kälter als der
Stranghauptteil ist. Eine Beschädigung der Strangführung wird dadurch verhindert, dass ein Paar von anstellbaren
Strangführungsrollen vor dem Passieren des Übergangsstücks zurückgezogen wird, sodass die Strangführungsrollen das Übergangsstück nicht berühren. Nach dem Passieren des
Übergangsstücks, wird das Paar wieder an den Strang
angestellt, sodass die Rollen des Paars den Strang berühren. Dadurch dass das Übergangsstück weniger stark („weicher") gekühlt wird als die Stranghauptteile, werden die
Temperaturen des Übergangsstück und der Stranghauptteile zumindest teilweise angepasst. Dadurch wird die Qualität des Übergangsstücks erhöht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes zeigen:
Fig 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Gießstart, wobei die unterschiedlichen Phasen in den Subfiguren la bis ld dargestellt sind;
Fig 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Gießende, wobei die Phasen in den Subfiguren 2a bis 2f dargestellt sind;
Fig 3 eine schematische Darstellung der Kühlmengenverteilung in einem Stranganfangsbereich;
Fig 4 eine schematische Darstellung der Kühlmengenverteilung in einem Strangendbereich; und
Fig 5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer vorübergehenden Verlangsamung des
Gießbetriebs, wobei die Phasen in den Subfiguren 5a bis 2f dargestellt sind.
Beschreibung der Ausführungsformen
Figur 1 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Stranggießmaschine bei Gießstart, wobei die
Verfahrensschritte näher in den Subfiguren la bis ld
dargestellt werden. Die Stranggießmaschine 1 ist in diesem Fall als eine Vertikalstranggießmaschine mit einer gekühlten Durchlaufkokille 3 ausgeführt, die zum Stranggießen von flüssigem Stahl zu einem Strang 2 mit Knüppel- oder
Vorblockprofilquerschnitt ausgebildet ist. Die Strangführung 4 weist mehrere Paare von gegeneinander an den Strang 2 anstellbaren Strangführungsrollen 5 und mehrere Kühldüsen 10 auf. Im kontinuierlichen Gießbetrieb wird flüssiger Stahl mittels eines nicht dargestellten Tauchrohrs in die Kokille 3 eingefüllt, wo die Stahlschmelze durch eine sogenannte
Primärkühlung abkühlt wird und sich dabei ein teilerstarrter Strang 2 mit einer dünnen Strangschale ausbildet.
Fig la zeigt die Situation vor dem Gießbeginn, der in dieser Anmeldung als Gießstart bezeichnet wird. Nachdem ein
Kaltstrang 6 von oben in die Kokille 3 eingeführt worden ist, wird der Kaltstrang 6 in der Strangführung 4, beispielsweise durch antreibbare Strangführungsrollen 8, gehalten, sodass der Kopf des Kaltstrangs (der Kaltstrangkopf 7) die Kokille fluiddicht verschließt. Fig lb zeigt die Situation beim Angießen der
Stranggießmaschine 1. Ein nicht gezeigter Gießverteiler füllt Stahlschmelze über ein Tauchrohr (eng. SEN) in die Kokille 3 ein, wobei sich in der Kokille ein Gießspiegel (der
sogenannte Meniskus 15) einstellt. Durch das Abkühlen der Schmelze in der Kokille 3 bildet sich ein teilerstarrter Strang 2 aus, der einen Stranganfang 16, einen
Stranganfangsbereich 17 mit einer Länge A, und einen
Stranghauptteil 20 aufweist. An der Kontaktfläche zwischen dem Kaltstrangkopf 7 und dem Strang 2 bildet sich der
Stranganfang 16 aus, der mit dem Kaltstrangkopf 7 verschweißt ist. Entgegen der Gießrichtung 9 folgt auf den Stranganfang 16 der Stranganfangsbereich 17, und auf den
Stranganfangsbereich 17 der Stranghauptteil 20 nach. Der zumindest teilerstarrte Strang 2 wird aus der Kokille 3 ausgezogen und mittels der Kühldüsen 10 der Sekundärkühlung weiter abgekühlt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Stranganfangsbereich eine Länge A von 3 m auf. Fig lc zeigt die Situation beim Ausziehen des Kaltstrangs 6 aus der Kokille 3. Der Gießspiegel 15 in der Kokille wird durch die Zufuhr von Stahlschmelze in etwa konstant gehalten, sodass durch das Ausziehen in Gießrichtung 9 der Kaltstrangs 6 - der mit dem Strang 2 verbunden ist - durch die
antreibbaren Strangführungsrollen 8 auch aus der Kokille ausgezogen wird. Für die weiteren Verfahrensschritte ist entscheidend, dass die Position des Kaltstrangkopfs 7 bzw. die Position des Stranganfangs 16 in der Strangführung erfasst wird. Dies erfolgt z.B. durch einen Drehgeber, der mit einer angestellten, angetriebenen Strangführungsrolle 8 verbunden ist. Dem Fachmann sind aber natürlich auch andere Möglichkeiten bekannt, wie die Position des Kaltstrangkopfs erfasst bzw. „getrackt" werden kann. Nachdem der Stranganfang 16 ein Paar von anstellbaren Strangführungsrollen 5 passiert hat, wird das Paar 5 der gegenüberliegenden
Strangführungsrollen an den Strang 2 angestellt. In der Fig lc ist dies konkret bei den beiden obersten
Strangführungsrollen 5 der Fall, wobei deren Anstellung an den Strang 2 durch je einen Pfeil angedeutet worden ist.
Außerdem ist in dieser Figur zu erkennen, dass das oberste
Kühldüsenpaar 10 eine reduzierte Kühlmittelmenge Q < QNenn des
Kühlmediums Wasser auf den Stranganfangsbereich 17 ausbringt.
Die reduzierte Kühlmittelmenge wird in den Figuren durch einen dünnen Kühlmittelstrahl dargestellt. Der
Stranganfangsbereich 17 ist durch den Stranganfang 16 und durch die Länge A definiert.
Fig ld zeigt eine weitere Situation beim Gießstart, wobei der Strang 2 weiter aus der Kokille 3 ausgezogen worden ist.
Konkret hat der Stranganfang 16 die beiden obersten Paare von Strangführungsrollen 5 passiert, sodass beide Paare an den Strang 2 angestellt sind. Der Stranganfangsbereich 17 mit einer Länge von A = 3 m, der mit einer reduzierten
Kühlmittelmenge gekühlt wird, ist ebenfalls eingezeichnet. Die oberste Kühldüse 10 liegt bereits außerhalb des
Stranganfangsbereichs 17, sodass der Stranghauptteil 20 des Strangs 2 mit der Nennkühlmittelmenge QNenn? die im konkreten Fall von der Gießgeschwindigkeit abhängig ist, gekühlt wird. Das Ausbringen der Nennkühlmittelmenge ist in den Figuren durch einen breiten Kühlmittelstrahl dargestellt. Nach einem alternativen Verfahren werden die anstellbaren Strangführungsrollen 5 nicht unmittelbar nach dem Passieren des Stranganfangs 16 an den Strang angestellt, sondern erst nachdem das obere Ende 17a die Rollen 5 passiert hat bzw. der Stranganfang 16 eine Position erreicht hat, die der
Strangführungsrolle 5 um einen bestimmten Abstand A
nachgelagert ist.
Gemäß eines weiteren Verfahrens wird die von der Kühldüse 10 auf den Stranganfangsbereich 17 ausgebrachte Kühlmittelmenge Q in Abhängigkeit eines Abstands 11 zwischen dem Stranganfang 16 und der Kühldüse 10 erhöht, wobei gilt 0 < Q < QNenn · Somit wird der Stranganfang 16 bzw. der Stranganfangsbereichs 17 weniger stark abgekühlt als das nachfolgende Stranghauptstück 20, wobei die Kühlmittelmenge Q kontinuierlich oder diskret auf Qtienn erhöht wird.
Fig 3 zeigt, wie die von einer Kühldüse 10 auf den
Stranganfangsbereich 17 mit Länge A ausgebrachte
Kühlmittelmenge Q über den Abstand x (in Fig ld das
Bezugszeichen 11, wobei x entgegen der Gießrichtung 9 verläuft) zwischen dem Stranganfang 16 und der Kühldüse erhöht wird. Die durchgezogene Linie gibt eine
Kühlmengenverteilung an, wobei die Kühlmittelmenge Q durch die Gleichung Q = ^Nenn χ gegeben ist. Im Gegensatz dazu folgt
A
die Kühlmittelmengenverteilung entsprechend der strichlierte
Linie der Gleichung Q = ®Nenn ~ ~ r x+ QM. , wobei QMin eine
A
minimale Kühlmittelmenge für den Stranganfang 16 angibt.
Die Figur 2 mit den Subfiguren 2a bis 2f zeigen die
Verfahrensschritte bei Gießende ebenfalls für die Vertikalstranggießmaschine zur Herstellung von Langprodukten nach Fig 1.
Fig 2a zeigt den kontinuierlichen Betrieb der
Stranggießmaschine 1, wobei sämtliche Strangführungsrollen 5, 8 der Strangführung an den Strang 2 angestellt sind und der Strang 2 durch die Kühldüsen 10 mit der Nennkühlmittelmenge QNenn (dargestellt durch einen breiten Kühlmittelstrahl) abgekühlt wird.
Fig 2b zeigt das Stoppen der Zufuhr von flüssigem Stahl in die Kokille 3, wodurch der Gießspiegel bzw. der Meniskus 15 gegenüber der stationären Lage der Fig la etwas absinkt.
Durch die Abkühlung der Stahlschmelze in der Kokille bildet sich ein Strangende 18 aus, auf das in Gießrichtung 9 der
Strangendbereich 19 mit einer Länge B von beispielsweise 3 m, und der Stranghauptteil 20 mit unbestimmter Länge nachfolgt. Der Strang 2 wird weiterhin in Gießrichtung 9 aus der Kokille 3 ausgezogen, wobei die Position des Strangendes 18 in der Strangführung 4 erfasst wird. Da die die obersten Kühldüsen außerhalb des Strangendbereichs 19 liegen, bringen die
Kühldüsen 10 noch die Nenn-Kühlmittelmenge QNenn auf den
Strang 2 aus. Fig 2c zeigt eine Position des Strangs 2, wobei unmittelbar bevor das untere Ende des Strangendbereichs 19a das oberste Paar von anstellbaren Strangführungsrollen 5 passiert hat, das Paar vom Strang 2 zurückgezogen wird, sodass das Paar den Strangendbereich nicht berührt, d.h. dass die Rollen des Paars einen Abstand quer zur Gießrichtung 9 zum Strang aufweisen. Das Zurückziehen ist durch einen Pfeil
dargestellt .
Fig 2d zeigt eine weitere Position des Strangs 2, wobei der Strangendbereich 19 von den oberste Kühldüsen 10 mit einer reduzierten Kühlmittelmenge Q < QNenn gekühlt wird. Fig 2e zeigt eine weitere Position des Strangs 2 beim
Gießende, wobei die obersten zwei Paare von
Strangführungsrollen 5 vom Strang zurückgezogen wurden. Die zweite Reihe der Kühldüsen 10 kühlt den Strangendbereich 19 wiederum mit einer reduzierten Kühlmittelmenge. Nachdem allerdings das Strangende 18 bereits eine Position erreicht hat, bei der der Kühlbereich der obersten Reihe von Kühldüsen 10 bereits das Strangende erfasst, wird das Strangende mit der maximalen Kühlmittelmenge Q = QMax gekühlt.
Fig 2f zeigt schließlich den Fall, bei der das Strangende 18 bereits die oberste Reihe von Kühldüsen 10 passiert hat, sodass das Kühlen durch diese Kühldüsen 10 beendet wird. In der gezeigten Stellung, wird die dritte Reihe von
anstellbaren Rollen 5 vom Strang 2 zurückgezogen.
Auch beim Verfahren für das Gießende ist es möglich, dass beim Kühlen des Strangendbereichs 19 die von einer Kühldüse 10 ausgebrachte Kühlmittelmenge Q in Abhängigkeit eines Abstands 11 zwischen dem Strangende 13 und der Kühldüse 10 reduziert wird, wobei gilt 0 < Q < QNenn ·
Fig 4 zeigt, wie die von einer Kühldüse 10 auf den
Strangendbereich 19 mit einer Länge B und auf das Strangende 18 mit einer Länge B ausgebrachte Kühlmittelmenge Q über den Abstand y (siehe Fig 2f, wobei y in Gießrichtung 9 verläuft) zwischen dem Strangende 18 und der Kühldüse 10 eingestellt wird. Die durchgezogene Linie gibt eine Kühlmengenverteilung an, wobei für den Abstand 0 < y < E die Kühlmittelmenge Q = QMax beträgt und für den Abstand E < y < B die Kühlmittelmenge durch die Gleichung ü =— Νβηη—v gegeben ist. Im Gegensatz
^ 2(5- T
dazu ist die Kühlmittelmengenverteilung entsprechend der strichlierte Linie für den Abstand 0 < y < E mit Q = QNenn und für den Abstand E < y < B durch die Gleichung Q= ®Nenn y
B—E gegeben. In Fig 5 ist das Verfahren zum Betrieb der Stranggießanlage gemäß Fig 1 bei einer vorübergehenden Verlangsamung des Gießbetriebs dargestellt. Fig 5a zeigt den kontinuierlichen Betrieb der
Stranggießmaschine, wobei in einer Kokille 3 flüssiger Stahl zu einem teilerstarrten Strang 2 mit Knüppelprofil vergossen wird. Der Strang wird in der Strangführung 4 durch die angestellten Strangführungsrollen 5 geführt und durch die Kühldüsen 10 mit Kühlwasser gekühlt. Dabei wird der Strang 2 kontinuierlich mit einer Auszugsgeschwindigkeit vNenn durch die antreibbaren Strangführungsrollen 8 in Gießrichtung 9 aus der Kokille ausgezogen. Fig 5b zeigt die Situation bei der Reduktion der Zufuhrrate von flüssigem Stahl in die Kokille 3. Durch die Zurücknahme der der Kokille 3 zugeführten Stahlmenge sinkt der Meniskus 15 etwas ab. Gleichzeitig bzw. unmittelbar nach der Reduktion wird ebenfalls die Strangauszugsgeschwindigkeit v reduziert, sodass v < vNenn beträgt. Durch die Reduktion der Zuflussrate von Stahl in die Kokille 3 bzw. die Reduktion der
Auszugsgeschwindigkeit v wird die Ausbildung eines
Übergangsstücks 21 initiiert, wobei in der Fig 5b das untere Ende 21a des Übergangsstücks ausgebildet wird.
In Fig 5c wird die reduzierte Zuflussrate und die reduzierte Ausziehgeschwindigkeit v der Fig 5b aufrechterhalten, wodurch sich das Übergangsstück 21 weiter ausgebildet. Der dem
Übergangsstück in Gießrichtung 9 nachfolgende Strangteil wird als unteres Stranghauptstück 20a bezeichnet.
In Fig 5d wird der kontinuierliche Nennbetrieb der
Stranggießmaschine 1 wiederhergestellt, wobei die Zuflussrate und die Strangauszugsgeschwindigkeit wieder auf die Nennwerte erhöht werden. Dabei wird das obere Ende 21b des
Übergangsstücks 21 ausgebildet, wodurch die Ausbildung des Zwischenstücks 21 beendet wird. Die Positionen des oberen 21b und unteren Endes 21a des Übergangsstücks 21 werden z.B. mittels der angetriebenen Strangführungsrollen 8 erfasst, sodass deren Positionen für die nachfolgende Stellung der anstellbaren
Strangführungsrollen 5 und der Kühldüsen 10 verwendet werden können .
Fig 5e zeigt, wie der Strang 2 mit dem unteren
Stranghauptstück 20a, dem Übergangstück 21 und dem oberen Stranghauptstück 20b, das dem Übergangsstück nachfolgt, aus der Kokille 3 mit vNenn ausgezogen wird. Das oberste Paar von Strangführungsrollen 5 wird unmittelbar bevor das untere Ende 21a des Übergangsstück 21 das Paar 5 passiert, vom Strang 2 zurückgezogen (dargestellt durch Pfeile) , sodass die Rollen des Paars 5 das Übergangsstück 21 nicht berühren. Dadurch wird das Übergangsstück 21 durch die gekühlten
Strangführungsrollen 5 weniger stark abgekühlt als die
Stranghauptstücke 20a, 20b. Das oberste Paar von Kühldüsen 10 kühlt das untere Stranghauptstück 20a des Strangs 2 mit einer Kühlmittelmenge Q = QNenn ab.
Fig 5f zeigt eine weitere Situation bei der Erzeugung des Übergangsstücks 21. Der Strang 2 wird weiter ausgezogen, wobei das oberste Paar von Strangführungsrollen wieder an den Strang 2 bzw. das obere Stranghauptstück 20b anstellt wurde. Auch das zweite Paar von Strangführungsrollen hat diese Sequenz von Zurückziehen vom Strang und Wiederanstellen an den Strang bereits durchlaufen. Auch das oberste Paar von Kühldüsen 10 hat eine Sequenz durchlaufen, bei der das untere und das obere Stranghauptstück 20a, 20b mit Q = QNenn und das dazwischen liegende Übergangsstück 21 mit Q < QNenn gekühlt worden ist. In der Figur wird eine reduzierte Kühlmittelmenge durch eine dünneren Kühlmittelstrahl dargstellt. Das dritte Paar von Rollen 5 wurde bevor das untere Ende 21a des
Übergangsstücks 21 die Rollen passiert, vom Strang
zurückgezogen, sodass die Rollen das Übergangsstück 21 nicht berühren. In Fig 5f wird das Übergangsstück 21 durch das zweite Paar von Kühldüsen 10 mit einer Kühlmittelmenge Q < QNenn abgekühlt.
Somit werden die anstellbaren Strangführungsrollen 5
entsprechend der Position des Übergangsstücks 21 verfahren, sodass die Rollen das Übergangsstücks 21 nicht berühren. Das Zurückziehen kann entweder unmittelbar vor dem Passieren des unteren Ende 21a erfolgen, oder bereits einige Meter vor dem eigentlichen Passieren erfolgen. Analog dazu kann das
Anstellen des Paars der Rollen 5 entweder unmittelbar nach dem Passieren des oberen Endes 21b des Übergangsstücks erfolgen, oder erst einige Meter nach dem eigentlichen
Passieren des Übergangsstücks 21. Obwohl die Erfindung in den Ausführungsbeispielen für eine Vertikalstranggießmaschine dargestellt wurde, ist die
Erfindung keineswegs darauf beschränkt. Vielmehr ist sie für Vertikal-, Bogen- und Horizontalstranggießmaschinen
uneingeschränkt anwendbar. Bei Bogenmaschinen ist allerdings zu beachten, dass der Abstand zwischen zwei Elementen (z.B. einem Strangende und einer Kühldüse) durch die Bogenlänge einer neutralen Strangfaser zwischen diesen Elementen gegeben ist . Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der
Erfindung zu verlassen. Liste der Bezugszeichen
1 Stranggießmaschine
2 Strang
3 Kokille
4 Strangführung
5 anstellbare Strangführungsrolle
6 Kaltstrang
7 Kaltstrangkopf
8 antreibbare Strangführungsrolle
9 Gießrichtung
10 Kühldüse
11 Abstand
15 Meniskus
16 Stranganfang, unteres Ende des
Stranganfangsbereichs
17 Stranganfangsbereich
17a oberes Ende des Stranganfangsbereichs
18 Strangende
19 Strangendbereich
19a unteres Ende des Strangendbereichs
20 Stranghauptteil
20a unterer Stranghauptteil
20b oberer Stranghauptteil
21 Übergangsstück
21a unteres Ende des Übergangsstücks
21b oberes Ende des Übergangsstücks
A Länge
Q Kühlmittelmenge
QNenn Nenn-Kühlmittelmenge
QMin Minimale Kühlmittelmenge
QMax Maximale Kühlmittelmenge
x, y Abstand

Claims

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