DE3742215A1 - Verfahren zum freihalten des durchflusskanals von schiebeverschluessen an stranggiessanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Freihalten des Schmelzen-Durchflußkanals beim geregelten Vergießen insbe­ sondere von Stahlschmelze aus einem Zwischengefäß über einen Schieberverschluß in eine Stranggießkokille, in der ein kontrollierter Sollfüllstand durch Regelbewegungen des Schieber­ verschlusses eingestellt wird, welcher in einer bei Ablagerungen im Durchflußkanal sich erweiternden Drosselstellung gehalten wird.

Aus der DE-PS 34 22 901 ist es bekannt, den Durchflußkanal von Schieberverschlüssen an Zwischengefäßen von Stranggießanlagen von Ablagerungen zu befreien, durch ein einleitendes Schließen des Schieberverschlußes zur Absenkung des Badspiegels in der Kokille und damit zur Schaffung eines Freiraumes, der nach voller Öffnung des Verschlusses eine Ablagerungen wegspülende Gießwelle aufnimmt.

Ein derartiges Vorgehen verleitet nicht selten dazu, das Freimachen des Schmelzen-Durchflußkanals im Schieberverschluß mit größeren Zeitabständen vorzunehmen, worunter dann oftmals die Strangqualität leidet. Vor allem können die Niveauunter­ schiede beim Absenken des Badspiegels in der Kokille immer wieder die Ursache von Oberflächenfehlern am gegossenen Strang sein.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die verengenden Ab­ lagerungen im Durchflußkanal des Schieberverschlusses mit einfachen, im Bereich der Sollfüllstandsregelung vor sich gehenden Maßnahmen bei gleichbleibender Strangqualität zu beseitigen.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Schieberplatte in einem zügig durchge­ führten Öffnungshub mit einer bezüglich des Anfalls zusätzlicher Schmelzenmenge auf die Regelung des Sollfüllstandes abgestimmten Geschwindigkeit aus einer Drosselstellung heraus in eine neue Drosselstellung gestellt wird.

Auf diese Weise wird ein effektives Freispülen bzw. Auswaschen des Schmelzen-Durchflußkanals im Schieberverschluß innerhalb der Sollfüllstandsregelung erzielt. Das bedeutet, daß der Soll­ füllstand in der Kokille innerhalb zulässiger Grenzen schwankt und nachteilige Unterschiede der Badspiegelhöhe in der Kokille nicht vorkommen. Damit sind die Voraussetzungen für eine gute Strangqualität erfüllt.

Bei der Durchführung des Öffnungshubes hat sich als besonders zweckdienlich erwiesen, daß die Schieberplatte von einer Drosselstellung in eine am Durchflußkanal des Schieberver­ schlusses gegenüberliegende Drosselstellung gebracht wird. Dadurch entsteht zusätzlich zu dem mit dem Öffnungshub erzeugten Gießimpuls infolge des sich spiegelbildlich verändernden Um­ lenkungsflußes der Schmelze an der Schieberplatte ein speziell auf die Ablagerungen errosiv wirkender Strömungsdruck, welcher die Auswaschung des Durchflußkanals begünstigt. Außerdem ist ein gleichmäßiger Verschleiß des Plattenmaterials an den Drosselkanten des Schmelzen-Durchflußkanals erreichbar, was wiederum die Lebensdauer der Platten erhöht. Bei unterschied­ lichen Verschleißbildern in den gegenüberliegenden Drossel­ stellungen ergeben sich unterschiedliche Positionen der Schieber­ platte bei gleicher Durchflußmenge. Die Abstimmung der Ge­ schwindigkeit des Öffnungshubes der Schieberplatte auf die Regelung des Sollfüllstandes ist die Funktion von zwei Faktoren zum einen soll der mit einem verharrensfreien vollen Öffnen der Schieberplatte erzeugte Gießimpuls imstande sein, vorhandene Ablagerungen auszuwaschen, ggf. mitzureißen, zum anderen aber die mit dem Impuls geförderte Schmelzenmenge den Badspiegel in der Kokille nicht über den Regelbereich des Sollfüllstandes hinaus anheben.

Je nach Art der Betriebsbedingungen insbesondere der zu ver­ gießenden Schmelze wird erfindungsgemäß so vorgegangen, daß das Öffnen der Schieberplatte periodisch erfolgt, nämlich in vorgegebenen regelmäßigen Zeitabständen, die dem Schmierver­ halten der Schmelze angepaßt sind und beispielsweise beim Vergießen üblicher Schmelze je nach Kokillenquerschnitt zwischen einer und zehn Minuten bemessen sein können. Alternativ dazu kann der Öffnungshub der Schieberplatte in einem eingestellten maximalen Öffnungsgrad innerhalb der Sollfüllstandsregelung geschehen. In diesem Fall ist die Einleitung des Öffnungshubes allein an den Verengungsgrad des Schmelzen-Durchflußkanals gebunden.

Ferner sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß in den Drosselstellungen wenigstens vor dem Öffnungshub die Drosselbewegungen der Schieberplatte durch eine Oszillation überlagert sind. Dadurch wird das Freimachen des Durchfluß­ kanals des Schieberverschlusses erleichtert. Des weiteren wird vorgeschlagen, daß wenigstens während des Öffnungshubes Spülgas in den Ausguß (Einlaufhülse) und/oder das Gießrohr eingeführt wird, was den durch den Öffnungshub herbeige­ führten Strömungsimpuls im Schmelzefluß wirksamer macht, vor allem bezüglich des Auswaschens von Ablagerungen im Aus­ guß und Gießrohr.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematisch dargestellte, mit einem Schieberverschluß ausgerüstete Stranggieß­ anlage zusammen mit einem prinzipiellen Schaltsystem, während die

Fig. 2 bis 4 Stellungen des Schieberverschlusses in größerem Maßstab veranschaulichen.

In Fig. 1 bedeutet 1 eine metallische Schmelze enthaltendes Zwischengefäß, das am Ausguß 2 einen in Drosselstellung sich befindlichen Schieberverschluß 3 aufweist. Dieser regelt die Durchflußmenge der vom Gefäß 1 durch den gemeinsamen, aus den Durchflußöffnungen der ortsfesten Oberplatte 4, der verstellbaren Schieberplatte 5 und der wiederum ortsfesten Unterplatte 6 gebildeten Durchflußkanal 7 sowie durch das Gießrohr 8 zur Kokille 9 strömenden Schmelze. Zur Regelung der Durchflußmenge ist die Schieberplatte 5 mit einem Stellglied 10 mechanisch gekuppelt, dessen jeweilige Betriebposition ein Stellungsmesser 11 identifiziert.

Die Kokille 9, in die das Gießrohr 8 mit dem freien Ende hineinragt, hat einen für den normalen Betrieb eingestellten Sollfüllstand 12, der von einem Sender (Strahler) 13 und einem Meßwertempfänger 14 kontrolliert wird. Der Abzug des in der Kokille 9 außen verfestigten Stranges 15 erfolgt mittels eines Treibrollen 16 aufweisenden Abzugantriebes 17, dem ein Regler 18 und ein mit diesem regeltechnisch gekuppelter Abzuggeschwindigkeitsmesser 19 zugeordnet sind. Letzterer gibt seine Daten zusätzlich an einen Prozessor 20, der außerdem die Daten des Stellungsmessers 11 und des Meßwertempfängers 14 empfängt und verarbeitet. Sich ergebende Steuerbefehle sendet eine im Prozessor 20 integrierte Steuerung 21 an das Stellglied 10 des Schieberverschlusses 3 und an den Abzugsregler 18.

Beim Ausführungsbeispiel ist die Abzugsgeschwindigkeit des Stranges als konstante festgelegt, was bedeutet, daß der Sollfüllstand 12 in der Kokille 9 allein von der Zuflußseite her mittels des Schieberverschlusses 3 geregelt wird. Dazu nimmt die Schieberplatte 5 eine Drosselstellung ein, die es durch Auf- und Zusteuern erlaubt, mehr oder weniger Schmelze zuzuführen, um das Gleichgewicht zwischen der pro Zeiteinheit zufließenden Schmelzenmenge und dem aus der Kokille 9 aus­ tretenden Strang 15 einzuhalten.

Der Schmelzenstrom wird, wie insbesondere aus Fig. 1 er­ sichtlich, bei gedrosseltem Schieberverschluß 3 zweimal umgelenkt, und zwar ein- und auslaufseitig der Schieberplatte 5. Dort besteht erhöhte Erosionsgefahr für das feuerfeste Plattenmaterial und außerdem treten an den besagten Stellen bevorzugt Ablagerungen von Oxyden und/oder Sulfiden auf. Einerseits fährt die Schieberplatte 5 bei Erosionsverschleiß und größer werdendem Querschnitt des Durchflußkanals 7 weiter zu, andererseits weiter auf, sobald der Querschnitt durch Ablage­ rungen 22 verengt wird. Speziell solche Querschnittsverengungen ergeben erheblich Gießprobleme, da das Auffahren des Schieber­ verschlusses 3 beim Erreichen des vollen Öffnungsgrades, also bei deckungsgleichen Platten 4 bis 6 beendet ist, so daß die von der Kontrolle 13, 14 des Sollfüllstandes 12 pro Zeiteinheit ge­ forderte Schmelzenmenge über den verengten Durchflußkanal 7 nicht mehr erbracht werden kann.

Zwecks Vermeidung solcher, den Gießbetrieb erheblich stör­ anfällig machenden Ablagerungen 22, welche meist über den vorstehenden Kanten des Durchflußkanals 7 beginnen und den Schieberverschluß 3 zu immer weiterem Öffnen zwingen, wird vom Prozessor 20 ein Verfahrensablauf eingeleitet, der ein auto­ matisches Verstellen der Schieberplatte 5 von der in Fig. 2 mit Ablagerungen 22 dargestellten Drosselstellung in eine neue, gegenüberliegende Drosselstellung (Fig. 3) bewirkt, in der die Regelung des Sollfüllstandes 12 kontinuierlich weitergeht.

Die dermaßen verstellte Schieberplatte 5 überfährt mit ihrer Durchflußöffnung die volle Öffnungsposition, in der die Durchflußöffnungen aller drei Platten 4 bis 6 koaxial stehen, so daß der voll wirksame Gießstrom die frei im Durchflußkanal 7 hängenden Ablagerungen 22 wegspült (Fig. 4) oder wegwäscht, während der, beim Einfahren in die neue Drosselstellung sich spiegelbildlich ändernden Umlenkung des Gießstrahls. Der in einem Zug, verharrensfrei durchgeführte Öffnungshub der Schieberplatte 5 in die neue Drosselstellung nach Fig. 3 geschieht mit einer Geschwindigkeit, welche gewährleistet, daß die kurzfristig erhöhte Schmelzezufuhr in die Kokille 9 von der Sollfüllstandsregelung ohne weiteres kompensiert werden kann.

Zur Durchführung der Öffnungshubes, während welchem die Drosselkante der Schieberplatte 5 auf die gegenüberliegende Kante des Durchflußkanals 7 wechselt, sind das Schieberplatten­ stellglied 10 und dessen Stellungsmesser 11 für beide Drossel­ positionen ausgebildet. Dennoch besteht auch die Möglichkeit, einen Öffnungshub mit nur einseitig funktionierenden Drossel­ betrieb zu bewältigen, indem die Schieberplatte 5 verharrensfrei geöffnet und sofort wieder in eine ausgangs eingenommene Drosselstellung zurückgebracht wird.

Der Öffnungshub läßt sich, um einem Zuschmieren des Durchfluß­ kanals 7 vorzubeugen, in regelmäßigen Abständen wiederholen oder er kommt dann zum Zuge, wenn der Stellungsmesser 11 einen fest­ gelegten maximalen Öffnungsgrad des Schieberverschlusses 3 meldet, das heißt im Durchflußkanal 7 bereits erhebliche Ab­ lagerungen 22 vorhanden sind. In jedem Fall können zur Unter­ stützung des durch den Öffnungshub erzeugten Auswascheffektes am Ausguß (2) und am Gießrohr (8) an sich bekannte Spülgas­ zuführungen vorgesehen sein. Außerdem lassen sie zur Ver­ stärkung des besagten Effektes die Regelbewegungen der Schieber­ platte (5) zeitweise durch eine ebenfalls an sich bekannte Oszil­ lation überlagern.

Die Erfindung gilt sowohl für Zwei- als auch Drei-Plattenschieber an Dreh-, Schwenk- oder Linearsystemen. Weiterhin gilt die Er­ findung für Stranggießanlagen mit kombinierter Zufluß- und Abzugsregelung sowie für Schieberverschlüsse, die an Pfannen angeordnet sind, mit denen das Zwischengefäß in Abhängigkeit vom Badspiegel im Gefäß gefüllt wird.

Claims (6)

1. Verfahren zum Freihalten des Schmelzen-Durchflußkanals beim geregelten Vergießen insbesondere von Stahlschmelze aus einem Zwischengefäß über einen Schieberverschluß in eine Stranggieß­ kokille, unter Einhalten eines kontrollierten Sollfüllstandes mittels des in einer Drosselstellung wirkenden Schieberver­ schlusses, dessen Durchflußkanal mit Hilfe eines Öffnungsvor­ ganges freigespült wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberplatte (5) in einem zügig durchgeführten Öffnungshub mit einer bezüglich des Anfalls zusätzlicher Schmelzenmenge auf die Regelung (10, 11, 13, 14, 20, 21) des Sollfüllstandes (12) abge­ stimmten Geschwindigkeit aus einer Drosselstellung heraus wieder in eine Drosselstellung gestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Öffnungshub die Schieberplatte (5) von einer Drossel­ stellung in eine am Durchflußkanal (7) des Schieberverschlusses (3) gegenüberliegende Drosselstellung gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungshub der Schieberplatte (5) periodisch erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungshub beim Erreichen eines für die Drosselstellung eingestellten max. Drosselöffnungsgrades der Schieberplatte (5) beginnt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Drosselstellungen wenigstens vor dem Öffnungshub die Drosselbewegungen der Schieberplatte (5) durch eine Oszillation überlagert sind.

6. Verfahren nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens während des Öffnungshubes der Schieberplatte (5) Spülgas in den Ausguß (2) und/oder das Gießrohr (8) eingeführt wird.