DE3509932C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren einer Strang­ gießanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Aus der DE-PS 32 21 708 ist ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens be­ kannt. Hierbei erfolgt das Füllen der leeren Stranggießkokille mit metallischer Schmelze über dem Anfahrstrang in zwei Pha­ sen, und zwar in einer ersten intermittierenden und einer daran anschließenden kontinuierlichen Füllphase. In der inter­ mittierenden Füllphase geht das Füllen schluckweise durch an­ dauerndes Öffnen und Schließen eines Ausgußstopfenverschlusses am Zwischengefäß vonstatten. Beide Füllphasen werden entlang einer vorprogrammierten Angießkurve (Zeitkennlinie) gesteuert, indem ein Vergleich zwischen vorgegebenen Badspiegelsollwerten und jeweiligen, durch ein optisches Füllstandsmeßgerät ge­ messenen Ist-Füllständen mit entsprechenden Korrekturen am Ausgußverschluß erfolgen. Das mehrfache völlige Schließen der mit einem Öffnungsvorang beginnenden intermittierenden Füll­ phase ist vorgesehen, um zwischen den Gießschlucken eine Be­ ruhigung des Badspiegels zur Ermittlung des jeweiligen Ist- Füllstands in der Stranggießkokille herbeizuführen. Dieses Verfahren ist verhältnismäßig umständlich und zeitaufwendig. Außerdem werden die feurfesten Verschleißteile des Ausguß­ stopfenverschlusses durch das intermittierende Öffnen und Schließen erheblich beansprucht. Hinzu kommt, daß bei der Anwendung eines Schieberverschlusses als Ausgußverschluß wäh­ rend des intermittierenden Öffnens, das zwar mit konstanten Öffnungswerten, aber ohne den Verschluß voll zu öffnen, ge­ schieht, erhöhte Verstopfungsgefahr des Durchflusses beim Angießen trotz vorgewärmten Zwischengefäßes und Ausgußver­ schlusses besteht. Bei dem bekannten Verfahren wird beim Ein­ füllen der metallischen Schmelze in das Zwischengefäß der Ausgußstopfenverschluß geschlossen gehalten, was weitere Nachteile mit sich bringt. Außerdem haben sich die bei dem bekannten Verfahren verwendeten optischen Meßeinrichtungen in der Praxis des Gießbetriebes nicht bewährt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art den Angießvorgang und die dazu gehörige Vorrichtung bei verbesserter Betriebssicherheit zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch fließt bei der Beschickung des Zwischengefäßes die Schmelze sofort durch den Ausgußverschluß hindurch in die Stranggießkokille, ohne daß ein die Meßwerte beeinträchtigen­ der Einfluß des ansteigenden Badspiegels zu befürchten ist, der bei nur einer Kontrolle und Richtigstellung mittels einer einzigen einfachen Signalebene kontinuierlich und zielstrebig in den Soll-Füllstand übergeleitet wird. Hierbei erhält einer­ seits der junge Strang genügend Zeit, sich zu festigen, in dessen andererseits aber auch eine zusätzliche Angleichung der Ausgußverschlußtemperatur an die Betriebstemperatur durch ausreichend durchfließende Schmelze stattfindet. Somit ist Strangschäden durch Abrieß und ferner Verstopfungen im Durchflußquerschnitt des Ausgußverschlusses durch Einfrieren der Schmelze weit­ gehend vorgebeugt bzw. sind die Voraussetzungen für einen optimalen Anfahrbetrieb erfüllt, wenn ein Schieberver­ schluß als Ausgußverschluß verwendet wird. Grundsätzlich sind die Drosselpositionen des Schieberverschlusses und der damit eingeleitete weitere Anstieg des Ist-Füllstandes sowie der Zeitpunkt zum Einschalten des Strangabzuges Funktionen des Strangfestigungsprozesses in der Stranggießkokille und des Aufwärmprozesses im Schieberverschluß in Abhängigkeit des Strang­ querschnittes und der physikalischen Eigenschaften der metal­ lischen Schmelze. Dementsprechend können für jedes Strangfor­ mat eigens Zeitabläufe bzw. Zeitkennlinien für die Verfahrens­ schritte festgelegt werden, wobei das völlige Offenhalten des Ausgußverschlusses während möglichst langer Zeit und das Ver­ meiden eines Überfüllens der Stranggießkokille als eingrenzen­ de Kriterien gelten.

Bei einer bevorzugten Verfahrensweise, dem sogenannten offenen Angießen, wird im einzelnen entsprechend der Lehre des An­ spruchs 2 vorgegangen. Diese Regelkombination entlang einer eine einzige Kontroll-Signalebene aufweisenden Zeitkennlinie mit einer anschließenden Meßstreckenregelung, die im Soll- Füllstandsbereich durch weitere Drosselung des Ausgußverschlus­ ses in die Betriebsposition eingeleitet wird, trägt wesentlich zu einem betriebssicheren Ablauf des Angießprozesses bei. In der Betriebsposition nimmt der Ausgußverschluß eine Stellung ein, in der Öffnungs- und Schließbefehlen zur Einhaltung des Soll-Füllstandes gleichermaßen Rechnung getragen werden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens be­ steht ferner in der Maßnahme des Anspruchs 3. Diese erfolgt insbesondere beim Gießen von Stränge mit größeren Querschnit­ ten.

Bei Strängen mit kleineren Querschnitten wird zweckmäßigerweise gemäß Anspruch 4 verfahren, wobei der Einfluß der Geschwindig­ keit des Strangabzuges berücksichtigt wird.

Für die praktische Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es insbesondere von Vorteil, wenn die am Anfang der Zeit­ kennlinie liegende Drosselposition des Ausgußverschlusses in einem Bereich zwischen 25 und 65% des gesamten in der Strang­ gießkokille zur Verfügung stehenden Füllstandsbereiches statt­ findet und dabei die Drosselung bei Knüppel- bzw. kleinen Vorblockkokillen auf 5 bis 30% sowie bei großen Vorblock- und Brammenkokillen auf 15 bis 50% des vollen Öffnungsgrades einge­ stellt wird. Mit diesen Bereichen kann allen gängigen Strang­ formaten nachgekommen werden.

In den Ansprüchen 6 und 7 sind vorteilhafte Ausführungsformen einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens näher gekennzeichnet.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 das Prinzipschema einer Stranggießanlage,

Fig. 2 eine Verdeutlichtung der Meßstelle 13 nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm für das Anfahren der Anlage,

Fig. 4 Positionen eines als Schieberverschluß ausgebildeten Ausgußverschlusses,

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Anfahrprogrammes.

In Fig. 1 bedeutet 1 ein mittels eines Gießstrahls 1 a aufzufüllendes Zwischengefäß, aus dem Stahlschmelze über einen regelbaren Ausgußver­ schluß in Form eines Schieberverschlusses 2 und ein daran angeschlos­ senes Gießrohr 3 einer wassergekühlten Stranggießkokille 4 dosierbar zugeführt wird. Hierzu ist die Schieberplatte 5 des Verschlusses 2 mit einem Stellglied 6 mechanisch spielfrei gekoppelt, dessen jeweilige Betriebsposition von einem Stellungsmesser 7 registriert wird. Das Gießrohr 3 ragt mit seinem freien Ende in die Kokill 4 hinein, deren Sollfüllstand 8 innerhalb einer Meßstrecke 9 mittels einer aus einem Stabstrahler 10 und einem Zähler 11 bestehenden Meßeinrichtung überwacht wird. Unterhalb der Einrichtung 10, 11 sind an der Kokille 4 mit vertikalem Abstand zueinander punktuelle Meßstellen 12 und 13 vorgesehen. Sie weisen, wie aus Fig. 2 ersichtlich, auswechselbar in die Wand der Kokille 4 ein­ gebaute Temperaturfühler 14 auf, die im wesentlichen aus einem Thermoele­ ment 15 - vorzugsweise ein elektrischer Heiß- oder Kaltleiter-, einer durch eine Druckfeder belasteten Fühlerhülse 16, einem Nippel 17 und einer elektrischen Anschlußverbindung 18 bestehen.

Der Kokille 4 nachgeordnet ist zunächst eine der Einfachheit wegen nicht dargestellte Sekundärkühlung und dann ein einen Kaltstrang 19 erfassender Strangabzug 20, der Treibwalzen 21 und deren Antrieb 22 sowie einen An­ triebsregler 23 und einen Tachometer 24 aufweist. Letzterer gibt seine Meßwerte zum einen an den besagten Antriebsregler 23, zum anderen an einen Prozeßrechner 25, der ferner die Meßwerte des den Öffnungsrad des Schieberverschlusses 2 kontrollierenden Stellungsmesser 7 und des Zählers 11 der Meßeinrichtung 10, 11 sowie der Meßstellen 12 und 13 empfängt, verarbeitet und Steuerbefehle an das Stellglied 7 des Schieber­ verschlusses 2 und an den Regler 23 des Strangabzuges 20 erteilt. Dort ist die Abzugsgeschwindigkeit als Konstante festgelegt, was besagt, daß bei gleichbleibender Abzugsgeschwindigkeit des über dem Kaltstrang 19 gegossenen Stranges der Sollfüllstand 8 in der Kokille 4 vorherrschend allein von der Zuflußseite her mittels des Schieberverschlusses 2 ge­ regelt, aber dennoch, bei Gießbedingungen, die über den Regelbereich des Schieberverschlusses 2 hinausgehen, auf die Abzugsgeschwindigkeit Einfluß genommen wird, und zwar über den Antriebsregler 23 des Strang­ abzuges 20.

In Fig. 3 wird das Anfahren einer Anlage am Beispiel eines Vorblockes mit 230 × 230 mm Kantenlänge aufgezeigt. Bei Gießbeginn ist der Kalt­ strang 19 eingefahren, der Abzugsantrieb 22 abgeschaltet und der Schieber­ verschluß 2 in die voll geöffnete Position gemäß Fig. 4a gebracht, so daß sich über dem Kaltstrang 19 ein Istfüllstand 26 gemäß Fig. 1 bildet, der rasch bis auf gleiches Niveau mit der Signalebene der Meßstelle 12 ansteigt und damit den Beginn zum Einfahren des Schieberverschlusses 2 in eine Drosselposition nach Fig. 4b auslöst. Dadurch wird die Steigge­ schwindigkeit des Istfüllstandes 26 verringert und gleichzeitig entlang einer im Prozeßrechner 25 festgelegten Zeitkennlinie 27 geführt, bis zur unteren Signalebene 28 der Meßstrecke 9. Hier erfolgt der Start 29 des Strangabzuges 20 und gleichzeitig die Aufnahme des normalen Gieß­ betriebes mit dem Einfahren des Schieberverschlusses 2 in Betriebsposition nach Fig. 4c zum Regeln des Sollfüllstandes 8 innerhalb der Meßstrecke 9. Der Sollfüllstand 8 ist nach etwa 30 Sekunden erreicht, während der Start 29 des Abzugsantriebes 22 nach Ablauf von 20 Sekunden erfolgt und die Ver­ minderung der Steiggeschwindigkeit des Istfüllstandes 26 bereits nach 5 Sekunden einsetzt. Dabei liegen die gravierenden Stellen 29 und 12 etwa 81% und 35% des in der Kokille 4 über dem Kalstrang 19 zur Verfügung stehenden Füllstandsbereiches 30, der gleich 100% ist.

Zur Überwachung des Ablaufes der vorgegebenen Zeitkennlinie 27 dient die Signalebene der Meßstelle 13, an welcher der Istfüllstand 26 auf ein zu frühes oder zu spätes Ankommen kontrolliert wird. Ergeben sich Zeitabweichungen, wie beispielsweise tF oder tS, dann werden dem Stell­ glied 6 des Schieberverschlusses 2 für eine Korrektur sinngemäße Stell­ bewegungen befohlen.

Bei kleineren Strangquerschnitten läßt sich infolge einer besseren Strangerstarrung in der Kokille 4′ mit kürzere Anfahrzeiten auskommen, wie Fig. 5 veranschaulicht, nach der das Einpendeln in den Sollfüll­ stand 8′ bereits nach 20 Sekunden beendet ist. Hierbei erfolgt der Start 29′ des Antriebes 22 für den Strangabzug 20 bereits bevor der Istfüllstand 26 an der unteren Signalebene 28′ der Meßstrecke 9′ angekommen ist. Dies geschieht mittels einer weitere punktuellen Meßstelle 31, die wie die Meßstellen 12′ und 13′ aus einem Tem­ peraturfühler 14 besteht.

Claims (7)

1. Verfahren zum Anfahren einer Stranggießanlage, bei welchem metallische Schmelze, insbesondere Stahlschmelze mittels eines an einem Zwischengefäß (1) angeordneten, regelbaren Aus­ gußverschlusses (2) in eine Stranggießkokille (4) vergossen und der Ist-Füllstand (26) der Schmelze in der Stranggießkokille (4) bis zu einer Meßstrecke (9) des Soll-Füllstandes (8) ent­ lang einer vorbestimmten Zeitkennlinie (27) geregelt wird, wo mit Hilfe von Meß- und Regeleinrichtungen (10, 11; 25) der Ist-Füllstand (26) auf einem Soll-Füllstand (8) innerhalb der Meßstrecke (9) gehalten wird, und bei welchem beim Erreichen einer vorgegebenen Signalebene (29, 29′) durch den Ist-Füllstand (26) der Strangabzug (20) eingeschaltet wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Verwendung eines Schieberverschlusses als Ausgußverschluß (2) dieser beim Angießen der Stahlschmelze in das Zwischengefäß (1) voll geöffnet ist, bis er von dem in der Stranggießkokille (4) ansteigenden Ist-Füllstand (26) an einer ersten Signalebene (12) unterhalb der Meßstrecke (9) in eine vorbestimmte Drosselposition (Fig. 4b) gebracht wird, und daß danach der Anstieg des Ist-Füllstandes (26) an einer zweiten Signalebene (13) unterhalb der Meßstrecke (9) kontrolliert und ggf. durch Änderung der Drosselposition (Fig. 4b) des Ausguß­ verschlusses (2) zum Ausgleich von Zeitabweichungen korrigiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Ist-Füllstandes (26) an den Signalebenen (12,13) entlang der Zeitkennlinie (27) in die innerhalb der Meßstrecke (9) stattfindende Regelung des Soll-Füllstandes (8) übergeht und der Übergang durch weitere Drosselung des Ausgußverschlus­ ses (2) in eine Betriebsposition (Fig. 4c) an einer Signal­ ebene (28) der Meßstrecke (9) vollzogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselung des Ausgußverschlusses (2) in die Betriebsposition (Fig. 4c) gleichzeitig mit dem Start (29) für den Strangabzug (20) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signalebene (29, 29′) zum Einschalten des Strangabzuges (20) im Bereich der Meßstrecke (9) für den Soll-Füllstand (8) liegt und nach eingeschaltetem Strangabzug (20) durch Regeln der Abzugsgeschwindigkeit die Bildung der Zeitkennlinie (27, 27′) mitbestimmt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Drosselposition (Fig. 4b) des Ausguß­ verschlusses (2) bei 25 bis 65% des Füllstandsbereiches (30, 30′) der Stranggießkokille (4) eingenommen wird und bei Knüppel- bzw. kleinen Vorblockkokillen 5 bis 30% sowie bei großen Vorblock- und Brammenkokillen 15 bis 50% des vollen Öffnungsgrades beträgt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit Meß- und Regeleinrichtungen (10, 11; 25), dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der zur Kontrolle des Soll-Füllstandes (8) dienenden Meßeinrichtung (10, 11) in der Stranggießkokille (4) als punktuelle Meßstelle wirkende Temperaturfühler (14) für die Signalebenen (12, 13) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Meßeinrichtungen (10, 11) über die gesamte Meßstrecke (9) erstrecken.