DE3606289A1 - Verfahren zur beendigung des giessbetriebes einer stahlbandgiessanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beendigung des Gieß­ betriebes einer Stahlbandgießanlage mit einer Kokille mit ge­ kühlten Schmalseitenwänden und Breitseitenwänden, die zur Auf­ nahme eines Gießrohres oberhalb eines formatbestimmenden Pa­ rallelabschnittes im Bereich der Breitseitenwände einen nach oben erweiterten Eingießbereich aufweist.

Durch die DE-PS 8 87 990 ist es bekannt, beim Stranggießen von dünnen Brammen in einer Kokille mit erweitertem Eingießbe­ reich, die Gießbedingungen so festzulegen, daß der flüssige Metallsumpf sich bis in den Parallelabschnitt erstreckt.

Bei bekannten Stahlstranggießanlagen werden zur Beendigung des Gießbetriebes das Eingießvolumen und das Strangabzugsvolumen stark reduziert, damit die Schlacke vom Gießspiegel entfernt werden kann und damit ausreichend Zeit zur deckelartigen Er­ starrung der Strangstirnseite zur Verfügung steht. Auf diese Art kann der Gießbetrieb einer Stahlbandgießkokille mit er­ weiterten Eingießbereich nicht beendet werden, da eine starke Verringerung der Bandabzugsgeschwindigkeit zur Durcherstarrung oder Deckelbildung und zur Bandverklemmung im erweiterten Ein­ gießbereich führt. Es wurde festgestellt, daß ein unzulässig hoher, zum Durchbruch führender Ausziehwiderstand selbst dann auftreten kann, wenn der flüssige Metallsumpf sich bis in den Parallelabschnitt der Kokille erstreckt.

Erschwerend bei Beendigung des Gießbetriebes einer Stahlband­ gießanlage wirkt ferner, daß wegen der schlechten Zugänglich­ keit der schmalen Kokillenöffnung die wärmeisolierende Schlacke nicht entfernt werden kann, wodurch es beim Austritt aus der Kokille zur Verschmutzung von Strangführungselementen und unter der Einwirkung von aufgesprühtem Kühlwasser zu Ver­ puffungen kommt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines für Stahlband­ gießanlagen geeigneten, betriebssicheren Verfahrens zur Be­ endigung des Gießbetriebes, wobei ein Steckenbleiben des ge­ gossenen Bandes im Eingießbereich oder ein Schalendurchbruch und beim Austritt aus der Kokille Verpuffungen an der Band­ stirnseite und Schlackenverunreinigungen vermieden werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bandabzugsgeschwindigkeit und die Eingießgeschwindig­ keit bis auf einen Wert v _Bm reduziert werden, bei welchem die Durcherstarrungszone unmittelbar unterhalb des formatbe­ stimmenden Parallelabschnittes bleibt und daß nach der Ab­ schaltung der Stahlzufuhr und dem Austreten des wegverfolgten Gießspiegels aus dem Eingießbereich die Bandabzugsgeschwindig­ keit auf einen Wert v _Br reduziert wird, bei welchem der Gieß­ spiegel innerhalb des formatbestimmenden Parallelabschnittes eine abschließende Erstarrungsschale bildet.

Das neue Verfahren ermöglicht eine Regelung und Automatisierung des Vorganges zur Beendigung des Gießens, wodurch das Bedienungs­ personal entlastet, Bedienungsfehler vermieden und die Be­ triebssicherheit insgesamt verbessert werden. Das Verfahren trägt insbesondere der Tatsache Rechnung, daß sich innerhalb des Metallsumpfes ausgehend von der Strangschale eine heterogene Zone des Kristallwachstums ausbildet. Dabei kann es durch unter­ schiedliches Wachstum der Kristalle gegenüberliegender Wandungen bereits im Eingießbereich zur Bildung von Brücken kommen, die einer Reduzierung der Banddicke einen Widerstand entgegensetzen und die Bandausförderung behindern. Bei der vorgeschlagenen Lösung wird das Festsetzen des Bandes im Eingießbereich sowie Verpuffungen beim Austreten des Bandendes aus der Kokille ver­ mieden.

Beim Gießen von 50 mm dicken Stahlbändern beträgt die Min­ destabzugsgeschwindigkeit v _Bm 1,5 m/min.

Die jeweilige Höhenlage des Gießspiegels wird vorteilhaft durch Temperaturmessung innerhalb der Kokillenwände er­ mittelt.

Die Höhenlage des Gießsumpfendes wird durch kontinuierliche Kraftmessung an der Breitseitenoberfläche des Bandes un­ mittelbar unterhalb der Kokille ermittelt. Die Höhenlage des Gießsumpfendes kann alternativ durch kontinuierliche Ultraschallmessung in Banddickenrichtung unmittelbar unterhalb der Kokille ermittelt werden.

In einem Regelsystem für das erfindungsgemäße Verfahren werden Meßdaten der Gießspiegel- und Gießsumpfendenlokalisierung fortlaufend einem Prozeßrechner zugeleitet und nach Soll­ wert-Istwertvergleich die Bandabzugsgeschwindigkeit v _B und die entsprechende Eingießgeschwindigkeit v _E geregelt.

Eine Stahlbandgießanlage zur Durchführung des Verfahrens weist im Eingießbereich und im Parallelbereich der Breit­ seitenwände der Kokille mehrere Thermosensoren auf. Zur Gießsumpfendenermittlung sind der Kokille unmittelbar nach­ geordnete Strangführungselemente mit Kraftsensoren versehen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnug näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Stahlbandgießanlage mit einem Quer­ schnitt der Kokille,

Fig. 2 einen Längsschnitt der Kokille,

Fig. 3 die Beendigung des Gießvorganges in vier Phasen und

Fig. 4 je ein Diagramm für die Eingießgeschwindigkeit und die synchrone Bandabzugsgeschwindigkeit.

In einer Stahlbandgießanlage gemäß Fig. 1 und 2 fließt Stahlschmelze 1 aus einem Gießbehälter 2 von einem höhen­ verstellbaren Stopfen 3 geregelt durch ein Gießrohr 4 in eine Kokille 5, die von zwei gegenüberliegenden Breit­ seitenwänden 6 und zwei Schmalseitenwänden 7 gebildet wird. Breitseitenwände 6 und Schmalseitenwände 7 sind mit Kühl­ kanälen 8 versehen. Eine Oszillationsvorrichtung für die Kokille ist durch Pfeile 9 angedeutet. Die Breitseitenwände 6 bilden oberhalb eines formatbestimmenden Parallelab­ schnittes 10 einen sich nach oben erweiternden Eingießbe­ reich 11 zur Aufnahme des Gießrohres 4.

Die bei Gießbeginn zuerst in die Kokille 5 einströmende Stahlschmelze 1 verbindet sich mit einem Anfahrkopf 12 der an einem Anfahrstrang 13 befestigt ist. Der sich bildende Gießspiegel 14 steigt über die seitlichen Ausflußöffnungen 15 des Gießrohres 4 an. Zur Ermittlung der momentanen Höhe des Gießspiegels 14 sind in den Breitseitenwänden Thermo­ sensoren 16 vorgesehen. Der Anfahrstrang 13 befindet sich bei Gießbeginn in einer der Kokille nachgeordneten aus Rollen 17 bestehenden Strangführung. Am Ende der Strang­ führung ist ein Treiber 18 zur Ausförderung zunächst des Anfahrstranges 13 und anschließend des gegossenen Stahl­ bandes 25 angeordnet. Unmittelbar unterhalb der Kokille 5 ist eine Meßeinrichtung 19 zur Ermittlung der vom ferro­ statischen Druck auf die Bandschale 22 wirkenden Kraft an­ geordnet. Hierzu können Kraftsensoren 19 verwendet werden. Die Meßdaten der Thermosensoren 16 und Kraftsensoren 19 werden einem Prozeßrechner 20 zugeleitet, der nach Soll­ wert-Istwertvergleich die erforderliche Bandabzugsge­ schwindigkeit v _B für die Treiber 18 und die entsprechen­ de Eingießgeschwindigkeit v _E für das Stellgerät 21 des Stopfens 3 bestimmt.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen, erstarrt der flüssige Stahl an den gekühlten Breitseitenwänden 6 und Schmalseiten­ wänden 7 der Kokille 5 zu Bandschalen 22, deren Dicke nach unten zunimmt. Die im Bereich des erweiterten Eingießbe­ reichs 11 an den Breitseitenwänden 6 sich bildenden Band­ schalen 22 werden im Verlauf der Absenkbewegung zum for­ matbestimmenden Parallelabschnitt 10 einander genähert.

Die erfindungsgemäße Beendigung des Gießbetriebes ist in Fig. 3 in den Phasen A-C, C-D, E-F und F-G und in Fig. 4 in Diagrammen für die Eingießgeschwindigkeit v _E und die Bandabzugsgeschwindigkeit v _B synchron dargestellt.

Während des normalen Gießbetriebes sind v _E und v _B auf hohem Niveau im Sinne gleicher Eingieß- und Abzugsvolumen aufein­ ander abgestimmt.

Zur Beendigung des Gießbetriebes werden von A bis B Eingieß­ geschwindigkeit v _E und Bandabzugsgeschwindigkeit v _B gleich­ mäßig auf einen Wert v _Em , v _Bm reduziert, bei dem das Gieß­ sumpfende 23 außerhalb des Parallelabschnittes 10 bleibt. Zum Zeitpunkt C wird der Schmelzenzulauf abgeschaltet, worauf der Gießspiegel 14 absinkt. Sobald der Gießspiegel 14 den Eingießbereich verläßt (D), wird die Bandabzugsgeschwin­ digkeit auf einen Wert v _Br reduziert, bei welchem der Gieß­ spiegel innerhalb des Parallelabschnittes 10 eine oben ab­ schließende Erstarrungsschale 24 bildet (E-F). Nachdem das gegossene Band 25 die Kokille 5 verlassen hat, wird die Band­ abzugsgeschwindigkeit v _B zum schnellen Ausfördern des Bandes 25 wieder erhöht (G).

Claims (8)

1. Verfahren zur Beendigung des Gießbetriebes einer Stahl­ bandgießanlage mit einer Kokille mit gekühlten Schmal­ seitenwänden und Breitseitenwänden, die zur Aufnahme eines Gießrohres oberhalb eines formatbestimmenden Pa­ rallelabschnittes im Bereich der Breitseitenwände einen nach oben erweiterten Eingießbereich aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandabzugsgeschwindigkeit v _B und die Eingießge­ schwindigkeit v _E bis auf einen Wert v _Bm , v _Em reduziert werden, bei welchem das Gießsumpfende (23) unmittelbar unterhalb des formatbestimmenden Parallelabschnittes (10) bleibt und daß nach der Abschaltung der Stahlzu­ fuhr und dem Austreten des wegverfolgten Gießspiegels (14) aus dem Eingießbereich (11) die Bandabzugsgeschwin­ digkeit v _B auf einen Wert v _Br reduziert wird, bei welchem der Gießspiegel (14) innerhalb des formatbestimmenden Pa­ rallelabschnittes (10) eine abschließende Erstarrungs­ schale (24) bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Gießen von 50 mm dicken Stahlbändern die Min­ destbandabzugsgeschwindigkeit v _Bm 1,5 m/min beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Höhenlage des Gießspiegels (14) durch Temperaturmessung innerhalb der Kokillenwände (6) er­ mittelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlage des Gießsumpfendes (23) durch kon­ tinuierliche Kraftmessung an der Breitseitenoberfläche des Bandes (25) unmittelbar unterhalb der Kokille (5) ermittelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenlage des Gießsumpfendes (23) durch kon­ tinuierliche Ultraschallmessung in Banddickenrichtung unmittelbar unterhalb der Kokille (5) ermittelt wird.

6. Regelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Meßdaten der Gießspiegel- und Gießsumpfendenloka­ lisierung fortlaufend einem Prozeßrechner (20) zuge­ leitet werden und nach Sollwert-Istwertvergleich die Bandabzugsgeschwindigkeit v _B und die entsprechende Ein­ gießgeschwindigkeit v _E geregelt werden.

7. Stahlbandgießanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mehrere im Eingießbereich (11) und im Parallelab­ schnitt (10) der Breitseitenwände (6) angeordnete Ther­ mosensoren (16).

8. Stahlbandgießanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kokille (5) unmittelbar nachgeordnete Strang­ führungselemente mit Kraftsensoren (19) versehen sind.