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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggießen an einer Stranggießanlage,
insbesondere einer Stahl-Stranggießanlage,
mit einer Stranggießkokille
und einer der Stranggießkokille
nachfolgend angeordneten Strangführung
mit den Strang an gegenüberliegenden
Seiten stützenden
Rollen, von denen zumindest die einer Strangseite zugeordneten Rollen
an gegen die gegenüberliegenden
Rollen verstellbaren Stützsegmenten
gelagert sind, wobei der Strang nach Austritt aus der Kokille dickenreduziert wird,
dadurch, daß mindestens
ein Stützsegment
unter Bildung eines vorbestimmten keilförmigen Rollenspaltes zwischen
den einander gegenüberliegenden Rollen
ausgerichtet wird.
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Zur
Verbesserung der Qualität
des Stranges ist es bekannt, den Strang unmittelbar nach dem Austritt
aus der Stranggießkokille – also mit
noch flüssigem
Kern – in
seiner Dicke zu reduzieren. Zur Durchführung dieses Dickenreduktionsverfahrens, bei
dem der Strang beispielsweise von einer Dicke von 70 mm auf eine
Dicke von etwa 60 mm reduziert wird, ist es bekannt (
EP 0 450 391 A1 oder
DE 15 83 620 A1 ),
an der Strangführung
einen keilförmigen Rollenspalt
einzustellen. Der Strang, der unmittelbar unterhalb der Stranggießkokille
nur eine sehr dünne Strangschale
aufweist, erfährt
hierdurch eine sanfte Dickenreduktion, eine gemäß Fachliteratur sogenannte "softreduction". Zur Vermeidung
eines Strangdurchbruchs erstreckt sich die Zone, entlang der ein
keilförmiger
Rollenspalt vorgesehen ist, über eine
größere Länge, so
daß der
Strang tatsächlich möglichst
schonend in seiner Dicke reduziert wird.
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Aus
der
EP 0 545 104 A1 ist
ein Verfahren zum Stranggießen
von Brammen bekannt, bei dem der Strang einer Soft-Reduction unterzogen
wird. Bei diesem bekannten Verfahren läuft der Strang in die Strecke,
in der die Soft-Reduction durchgeführt wird, mit einem Restsumpf
ein. Am Ende der Soft-Reduction-Strecke ist der Strang völlig durcherstarrt.
Hierdurch soll im Bereich der Resterstarrung eine Verbesserung der
Innenqualität
erzielt werden, und es sollen Seigerungen im Strang verringert werden.
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Nachteilig
ist hierbei, daß es,
wenn sich die Sumpfspitze des flüssigen
Kerns des Stranges innerhalb der Soft-Reduction-Strecke befindet,
zu übergroßen Kräften zwischen
den den Strang verformenden Rollen und dem Strang kommt, was zu
einer Beschädigung
der Soft-Reduction-Strecke, insbesondere deren Rollen, führen kann.
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Der
Forderung, daß der
keilförmige
Rollenspalt eine möglichst
große
Länge zur
schonenden Umformung des Stranges aufweisen soll, steht die Forderung,
daß der
Strang nur dann verformt werden soll, wenn er einen flüssigen Kern
aufweist, insoferne entgegen, als – insbesondere bei dünnen Gußsträngen – der flüssige Kern
sich nur über
eine verhältnismäßig geringe
Länge erstreckt
und eine Reduzierung der Gießgeschwindigkeit
bewirken kann, daß die Sumpfspitze
des flüssigen
Kernes in eine Lage innerhalb der Zone, in der ein keilförmiger Rollenspalt
eingestellt ist, gelangt. Hierdurch kann es zu einem Auftreten übergroßer Walzkräfte kommen,
durch die die Rollen, die den keilförmigen Rollenspalt bilden,
bzw. deren Rollenlager beschädigt
werden können.
Ein weiterer Nachteil, der aus einer großen Länge des keilförmigen Rollenspaltes
resultiert, ist, daß beim Angießen ein
relativ langes sogenanntes Kopfstück des Stranges entsteht, dessen
Dicke nicht vollständig
der gewünschten
Enddicke des Stranges entspricht. Man ist nämlich gezwungen, beim Start
der Stranggießanlage
einen Anfahrstrang einzusetzen, dessen Dicke an die Dimensionen
der Stranggießkokille
angepaßt
ist, was wiederum bedingt, daß zunächst die
Strangführung
auf die Dicke des Anfahrstranges eingestellt werden muß und diese
Dicke erst allmählich
durch Bilden eines keilförmigen
Rollenspaltes auf die gewünschte
Enddicke reduziert werden kann. Hieraus resultiert ein keilförmig erstarrtes
Kopfstück,
das nur als Schrott verwertbar ist.
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Die
Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten
und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art
zu schaffen, bei welchen trotz möglichst
schonender Umformung des Stranges ein möglichst kurzes, keilförmig erstarrtes
Kopfstück
des Stranges anfällt, und
die es ermöglichen,
auch bei einer Gießunterbrechung
oder einer Rücknahme
der Betriebs-Gießgeschwindigkeit
(infolge eines Wechsels des Gießrohres
oder des Verteilers etc.) unter Anfall eines nur kurzen durcherstarrten
Strangzwischenstücks
mit von der gewünschten
Enddicke des Stranges abweichender Dicke (und mit keilförmigem Längsquerschnitt)
wiederum die Betriebs-Gießgeschwindigkeit zu
erreichen, u. zw. innerhalb einer möglichst kurzen Zeitspanne.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß der
Strang ausschließlich
in einem Bereich dickenreduziert wird, in dem er einen flüssigen Kern
aufweist, wobei die Stützsegmente
zu jedem Zeitpunkt derart ausgerichtet werden, daß die Sumpfspitze
des flüssigen
Kerns stets in einem Bereich der Strangführung liegt, in dem der von
den Rollen gebildete Rollenspalt als – in Bezug auf die nachfolgende
Strangführung – engster
Parallelspalt (unter Außerachtlassung
einer der Schrumpfung des durcherstarrten Stranges folgenden Rollenanstellung)
ausgebildet ist, wobei vorteilhaft zum Erreichen der Betriebs-Gießgeschwindigkeit
von einem Betriebsstillstand oder von einer langsameren Gießgeschwindigkeit
aus, nach einer anfänglichen
Steigerung der Gießgeschwindigkeit
unter Vorwandern der Sumpfspitze, ein Absenken der Gießgeschwindigkeit
unter Zurückwandern
der Sumpfspitze durchgeführt
wird, und erst danach die Gießgeschwindigkeit
auf die Betriebs-Gießgeschwindigkeit
unter abermaligem Vorwandern der Sumpfspitze erhöht wird.
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Durch
die der Forderung nach einem möglichst
kurzen Kopfstück
mit nicht vollständiger
Dickenreduktion (im Falle des Angießens) bzw. nach einem möglichst
kurzen Strangzwischenstück
mit ungleicher Dicke (im Falle einer Gießunterbrechung etc.) zuwiderlaufend
erscheinende Absenkung der Gießgeschwindigkeit
wird erreicht, daß die
Sumpfspitze des flüssigen
Kerns wiederum in Richtung zur Stranggießkokille wandert, wodurch es
gelingt, die Stützsegmente
nach Durchlauf eines kürzeren Strangstückes als
ohne diese Gießverlangsamung
in die der gewünschten
Enddicke des Stranges angepaßte
Lage zu verbringen. Mit dieser Maßnahme gelingt es, durcherstarrte
Strangstücke
mit Keilform besonders kurz zu halten, u. zw. nach nur kurzer Gießzeit.
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Bei
Gelangen der Sumpfspitze des flüssigen Kerns
des Stranges in den keilförmigen
Rollenspalt ist das erfindungsgemäße Verfahren gemäß einer ersten
Variante dadurch gekennzeichnet,
- – daß zunächst das
die Sumpfspitze stützende Stützsegment
und die ihm nachfolgend angeordneten Stützsegmente in Parallelspaltstellung
auf mindestens das Maß der
Dicke des durcherstarrten Stranges an der Stelle der Sumpfspitze
ausgerichtet werden,
- – daß mit relativ
hoher Gießgeschwindigkeit
weitergegossen wird, wobei die Sumpfspitze wieder über zumindest
das erste in Parallelspaltstellung, normalerweise jedoch in Betriebs-Keilspaltstellung
befindliche Stützsegment
hinauswandert,
- – daß mindestens
das letztgenannte Stützsegment
wie der in eine Keilspaltstellung verbracht wird,
- – daß mindestens
ein unmittelbar an das bzw. die wieder in Keilspaltstellung gebrachte(n)
Stützsegment(e)
anschließendes
Stützsegment
in eine Parallelspaltstellung mit einer der Betriebs-Parallelspaltstellung
entsprechenden Dicke verbracht wird;
- – daß anschließend die
Gießgeschwindigkeit
reduziert wird, so daß die
Sumpfspitze zu dem in Gießrichtung
ersten in Parallelspaltstellung mit einer der Betriebs-Parallelspaltstellung
entsprechenden Dicke gebrachten Stützsegment zurückwandert,
- – worauf
die Gießgeschwindigkeit
unter Vorwandern der Sumpfspitze auf die Betriebs-Gießgeschwindigkeit
erhöht
wird
- – und
die Betriebs-Keilspaltstellung – soferne nicht
schon zuvor erreicht – eingestellt
wird sowie die restlichen Stützsegmente
nach und nach auf den engsten Rollenspalt, der durch die Betriebs-Keilspaltstellung
festgelegt ist, ausgerichtet werden.
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Gemäß einer
zweiten zweckmäßigen Variante
gelingt es, keilförmig
durcherstarrte Strangstücke noch
kürzer
zu halten. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
- – daß zunächst das
die Sumpfspitze stützende Stützsegment
gemeinsam mit den ihm nachfolgend angeordneten Stützsegmenten
in Parallelspaltstellung auf mindestens das Maß der Dicke des durcherstarrten
Stranges an der Stelle der Sumpfspitze ausgerichtet werden,
- – daß mit relativ
hoher Gießgeschwindigkeit
weitergegossen wird, wobei die Sumpfspitze wieder über zumindest
das erste in Parallelspaltstellung, normalerweise jedoch in Betriebs-Keilspaltstellung
befindliche Stützsegment
hinauswandert,
- – daß mindestens
das letztgenannte Stützsegment
in eine Parallelspaltstellung mit einer der Betriebs-Parallelspaltstellung
entsprechenden Dicke verbracht wird,
- – daß anschließend die
Gießgeschwindigkeit
reduziert wird, so daß die
Sumpfspitze zu dem in Gießrichtung
ersten in Parallelspaltstellung mit einer der Betriebs-Parallelspaltstellung
entsprechenden Dicke gebrachten Stützsegment zurückwandert,
- – worauf
die Gießgeschwindigkeit
unter Vorwandern der Sumpfspitze auf die Betriebs-Gießgeschwindigkeit
erhöht
wird
- – und
die Betriebs-Keilspaltstellung eingestellt wird sowie die restlichen
Stützsegmente
nach und nach auf den engsten Rollenspalt, der durch die Betriebs-Keilspaltstellung
festgelegt ist, ausgerichtet werden.
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Zweckmäßig wird
zur weiteren Verkürzung des
keilförmig
erstarrten Stranges zumindest eines der Stützsegmente in eine einen größeren Keilwinkel als
die Betriebs-Keilspaltstellung
aufweisende Keilspaltstellung verbracht und erst bei endgültigem Erhöhen auf
die Betriebs-Gießgeschwindigkeit
auf die Betriebs-Keilspaltstellung ausgerichtet.
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Ein
vorteilhaftes Verfahren zum Angießen des Stranges an den Anfahrkopf
eines Anfahrstranges ist dadurch gekennzeichnet,
- – daß beim Angießen des
Stranges an den Anfahrkopf eines Anfahrstranges und beim Ausziehen
des Anfahrstranges zunächst
alle Stützsegmente
in eine Parallel-Spaltstellung
mit einer der Dicke des Anfahrkopfes entsprechenden Position ausgerichtet
werden und auf eine hohe Gießgeschwindigkeit
beschleunigt wird,
- – daß nach Passieren
mindestens eines in Gießrichtung
ersten, im Bereich der Betriebs-Keilspaltstellung liegenden Stützsegments
durch die Sumpfspitze mindestens dieses erste Stützsegment in eine Keilspaltstellung
und mindestens ein unmittelbar an das bzw. die in Keilspaltstellung gebrachte(n)
Stützsegment(e)
anschließendes Stützsegment
nach Passieren durch die Sumpfspitze in Parallelspaltstellung mit
einer der Betriebs-Parallelspaltstellung entsprechenden Dicke verbracht
werden,
- – daß anschließend die
Gießgeschwindigkeit
reduziert wird, so daß die
Sumpfspitze mindestens bis zu dem in Gießrichtung gesehen ersten Stützsegment,
das in Parallelspaltstellung mit einer der Betriebs-Parallelspaltstellung
entsprechenden Dicke gebracht wurde, zurückwandert,
- – worauf
die Gießgeschwindigkeit
unter Vorwandern der Sumpfspitze auf die Betriebs-Gießgeschwindigkeit
erhöht
wird
- – und
die Stützsegmente
in Betriebs-Keilspaltstellung
- – soferne
nicht schon zuvor erreicht – sowie
nach und nach in Betriebs-Parallelspaltstellung ausgerichtet werden.
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Eine
weitere Verkürzung
des keilförmigen Kopfstückes gelingt
vorteilhaft dadurch, daß zumindest
eines der Stützsegmente
in eine einen größeren Keilwinkel
als die Betriebs-Keilspaltstellung aufweisende Keilspaltstellung
verbracht wird und erst bei endgültigem
Erhöhen
auf die Betriebs-Gießgeschwindigkeit
auf die Betriebs-Keilspaltstellung ausgerichtet wird.
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Sehr
kurze Strangstücke
mit vom gewünschten
Maß abweichender
Dicke lassen sich zweckmäßig dadurch
erzielen, daß die
Gießgeschwindigkeit auf
mindestens zwei Drittel der Betriebs-Gießgeschwindigkeit abgesenkt
wird, wobei vorteilhaft die Gießgeschwindigkeit
kurzzeitig auf mindestens die Hälfte
der Betriebs-Gießgeschwindigkeit
abgesenkt und danach auf eine etwas höhere Gießgeschwindigkeit, die jedoch
zwei Drittel der Betriebs-Gießgeschwindigkeit
nicht übersteigt,
erhöht
wird und auf dieser Gießgeschwindigkeit
kurzfristig vor Erhöhen auf
die Betriebs-Gießgeschwindigkeit
gehalten wird.
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Eine
optimale Schonung des noch nicht durcherstarrten Stranges läßt sich
hierbei dadurch erzielen, daß der
Zahlenwert der Geschwindigkeit der Anstellung eines Stützsegmentes
zur Verkleinerung der Strangdicke gleich oder kleiner ist als der Quotient
aus dem Zahlenwert der augenblicklichen Gießgeschwindigkeit und dem Zahlenwert
der halben Rollenteilung in mm, vorzugsweise der ganzen Rollenteilung
in mm.
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Vorzugsweise
werden vorgeplante Gießunterbrechungen
und/oder Gießgeschwindigkeitsverlangsamungen
zeitlich derart begrenzt, daß innerhalb
der Zeitbegrenzung die Sumpfspitze von ihrer bei Betriebs-Gießgeschwindigkeit
eingenommenen Betriebs-Position bis höchstens zu einer Not-Positon – in Gießrichtung
gesehen – am
Ende des Betriebs-Keilspaltes zurückwandert. Hierdurch ist sichergestellt,
daß die
Stützsegmente
der Strangführung
nicht verstellt werden müssen
und daß ein Strang
trotz einer Gießgeschwindigkeitsverlangsamung
bzw. trotz einer Gießunterbrechung
mit durchgehend gleichbleibender Dicke herstellbar ist.
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Eine
Anlage zur Durchführung
des Verfahrens ist durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet
- – eine
Stranggießkokille,
- – eine
an die Stranggießkokille
anschließende und
aus einer Mehrzahl von Stützsegmenten
gebildete Strang führung
mit den Strang an gegenüberliegenden
Seiten stützenden
Rollen,
- – zwei
oder mehrere Rollen, die an den Stützsegmenten gelagert sind,
- – Verstelleinrichtungen
zum Einstellen der Spaltdicke zwischen den einander gegenüberliegenden
Rollen,
- – wobei
mindestens die Rollen eines Stützsegmentes
die Bildung eines keilförmigen
Spaltes im Zusammenwirken mit den gegenüberliegenden Rollen ermöglichen,
- – Meßeinrichtungen
zum Messen der Dicke des von den Rollen gebildeten Spaltes der Strangführung, sowie
- – Mittel
zum Bestimmen der augenblicklichen Lage der Sumpfspitze des flüssigen Kerns
des Stranges.
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Bei
einer Anlage dieser Art sind vorteilhaft die den Strang an einer
Seite stützenden
Rollen ortsfest und die diesen Rollen gegenüberliegenden und an Stützsegmenten
gelagerten Rollen mittels verstellbarer Stützsegmente in Keilspaltstellung
bzw. Parallelspaltstellung bringbar, wobei zweckmäßig vor den
verstellbaren Stützsegmenten
mindestens zwei in Form einer Gliederkette aneinander angelenkt sind.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei 1 in
schematischer Ansicht einen Teil einer unterhalb einer Stranggießkokille
angeordneten Strangführung,
teilweise geschnitten, zeigt. 2 veranschaulicht
das Angießen
eines Stranges nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in fünf Teilbildern 2a bis 2e. 3 gibt
das zu dem in 2 dargestellten Verfahren zugehörige Diagramm
der Ausziehgeschwindigkeit über
der Zeit wieder. In den 4 und 5 ist das
erfindungsgemäße Verfahren
in jeweils einer Variante veranschaulicht, wie es bei Gelangen der
Sumpfspitze des flüssigen
Kerns des Stranges in den keilförmigen
Rollenspalt durchgeführt
wird, wobei die Verfahrensschritte in Teilbildern der 4 und 5 veranschaulicht
sind, u. zw. in 4 in sechs Teilbildern 4a bis 4f und
in 5 in sieben Teilbildern 5a bis 5g.
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In 1 ist
eine für
die Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignete Stranggießanlage
veranschaulicht. Unterhalb einer Vertikalstranggießkokille 1,
die insbesondere zum Gießen
eines dünnen
Stranges 2, beispielsweise in einer Dicke von 40 bis 80
mm, ausgestaltet ist, ist eine Strangführung 3 angeordnet,
die eine Mehrzahl von Stützsegmenten 4, 5 aufweist.
In den Figuren sind jeweils nur die an einer Strangseite (Strangoberfläche 6)
angeordneten Stützsegmente 4, 5 gezeichnet.
Der Strang wird selbstverständlich
an der gegenüberliegenden Seite
ebenfalls abgestützt,
wobei an dieser gegenüberliegenden
Seite entweder ebenfalls Stützsegmente,
die spiegelbildlich zu den gezeigten Stützsegmenten 4, 5 gestaltet
sind, vorgesehen sind oder den Strang 2 stützende Rollen
an beliebig anders gearteten Stützsegmenten
oder auch einteiligen und starr angeordneten Stützrahmen angeordnet sind.
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In
unmittelbaren Kontakt mit der Strangoberfläche 6 gelangen an
den Stützsegmenten 4, 5 über Rollenböcke 7 abgestützte und
mit einer Rollenteilung Rt angeordnete Rollen 8,
wobei gemäß dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel
jeweils vier Rollen 8 an einem Stützsegment 4, 5 angeordnet sind.
Es können
jedoch auch mehr oder weniger Rollen 8 an jedem der Stützsegmente 4, 5 vorgesehen sein,
wobei die hintereinanderliegenden Stützsegmente auch mit jeweils
unterschiedlich vielen Rollen 8 ausgestattet sein können. Vorteilhaft
trägt jedes Stützsegment 4, 5 mindestens
zwei Rollen 8.
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Jedes
der Stützsegmente 4, 5 ist
mittels mindestens einer Verstelleinrichtung 9, die eine
Verstellung in etwa senkrecht zur Strangoberfläche 6 und damit senkrecht
zur Stranglängsachse 10 ermöglicht, an
einem starren ortsfesten Stützrahmen 11 verstellbar
abgestürzt.
Die Verstelleinrich tungen 9 können entweder hydraulisch,
also mittels Druckmittelzylinder 12; betrieben sein oder
von Spindeln etc. gebildet sein.
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Zur
Bestimmung der Lage jedes Stützsegmentes 4,
gegenüber
dem starren Stützrahmen 11 ist zwischen
dem Stützrahmen 11 und
jedem Stützsegment 4, 5 eine
Meßeinrichtung 13 vorgesehen.
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Gemäß der in 1 dargestellten
Ausführungsform
sind die ersten zwei Stützsegmente 4 in Form
einer Gliederkette aneinander angelenkt, wobei das erste der Ko
kille 1 nachgeordnete Stützsegment 4 mittels
eines Gelenkes 14, dessen Gelenkachse 15 parallel
gerichtet ist zu den Achsen 16 der Rollen 8, gelenkig
am Stützrahmen 11 befestigt
ist. Durch die Anlenkung der ersten zwei Stützsegmente 4 in Form einer
Gliederkette aneinander (wobei die Gelenkachse 17 des
die Stützsegmente 4 untereinander
verbindenden Gelenks 18 ebenfalls parallel gerichtet ist
zu den Achsen 16 der Rollen 8) gelingt es auf
einfache Weise, beim Verstellen der Stützsegmente 4 in Richtung
zu den gegenüberliegenden,
nicht dargestellten Rollen Sprungstellen dort zu vermeiden. wo die
benachbarten Stützsegmente 4 aneinanderstoßen.
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Zur
Einstellung unterschiedlicher Lagen der in Form einer Gliederkette
aneinander angelenkten Stützsegmente 4 genügt es, Verstelleinrichtungen 9 (sowie
Meßeinrichtungen 13)
jeweils an einem Ende dieser Stützsegmente 4 vorzusehen.
Für die
nachfolgend angeordneten Stützsegmente 5,
die unabhängig
voneinander und jedes für
sich auf unterschiedliche Strangdicken einstellbar sind, ist es
zweckmäßig, Verstelleinrichtungen 9 und
Meßeinrichtungen 13 an
beiden Enden jeweils eines Stützsegmentes 5 vorzusehen.
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1 zeigt
die Stützsegmente 4, 5 in
Betriebsposition, u. zw. die Stützsegmente 4 in
Betriebs-Keilspaltstellung (Bereich I), wobei die Stützsegmente 4 jeweils
auf ein- und dieselbe
Konizität α eingestellt
sind. Die nachfolgend angeordneten Stützsegmente 5 befinden
sich in Betriebs-Parallelspaltstellung
(Bereich II), d. h. daß sie
auf die gewünschte
Dicke des Stranges, die dieser während des
kontinuierlichen Gießens
mit Betriebs-Gießgeschwindigkeit
vg aufweisen soll, eingestellt sind.
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Unter "Betriebs-Parallelspaltstellung" bzw. "Parallelspaltstellung" wird stets eine
Position der Stützsegmente 4 bzw. 5 verstanden,
bei der der Strang 2 in keiner Weise dickenreduziert wird,
wobei jedoch eine der Schrumpfung des durcherstarrten Stranges 2 angepaßte Position
der Stützsegmente, also
eine sehr geringe Konizitätseinstellung,
vorhanden sein kann, so daß ein
steter Kontakt der Rollen 8 mit der Strangoberfläche 6 sichergestellt
ist.
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Ziel
der Erfindung ist es, erstens die Betriebsposition sämtlicher
Stützsegmente 4, 5 nach Durchlauf
eines möglichst
kurzen Strangstückes
zu erreichen, zweitens konstant zu halten und drittens, falls eine
Abweichung der Lage der Stützsegmente 4, 5 von
der Betriebsposition erforderlich sein sollte, diese Abweichung
nach Durchlauf eines möglichst kurzen
Strangstückes
wiederum zu korrigieren.
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Die
Lage der Stützsegmente 4, 5 kann zweckmäßig von
einem Steuerpult aus eingestellt werden oder über einen Computer nach einem
bestimmten Programm eingestellt werden. Zu diesem Zweck sind die
Verstelleinrichtungen 9 und die Meßeinrichtungen 13 in
einen Regelkreis integriert. Hierdurch kann die Dicke des von den
einander gegenüberliegenden
Rollen 6 der Strangführung 3 gebildeten
Spaltes kontinuierlich überwacht
und, wenn erforderlich, umgehend den gegebenen Verhältnissen
angepaßt
werden, insbesondere nach einem vorgegebenen Programmablauf erfolgen, der
auch von der momentanen Gießgeschwindigkeit
vm in Abhängigkeit gebracht werden kann.
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Weiters
sind Mittel zur Bestimmung der augenblicklichen Lage der Sumpfspitze 19 des
flüssigen
Kerns 20 des Stranges 2 vorgesehen, wobei diese
Mittel von einem Computer gebildet sein können, mit dessen Hilfe die
augenblickliche Lage der Sumpfspitze 19 des flüssigen Kerns 20 aus
diversen Betriebsparametern, wie z. B. Schmelzenzusammensetzung,
Temperatur der Schmelze, Gießgeschwindigkeit,
Kühlung
(Kühlmittelmenge.
Kühlmitteltemperatur)
etc., bestimmbar ist. Als weiteres Mittel zur Bestimmung der augenblicklichen
Lage der Sumpfspitze 19 kann eine Druckmeßeinrichtung,
wie eine Druckmeßdose,
Verwendung finden.
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Anhand
der 2 und 3 ist nachfolgend das Angießen des
Stranges 2 an einen Anfahrkopf 22 eines Anfahrstranges 21 nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren
näher erläutert. Die
in 2 dargestellte Strangführung entspricht der in 1 dargestellten.
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Der
Anfahrstrang 21 weist einen Anfahrkopf 22 auf,
dessen Dicke 23 an die entsprechende Abmessung 24 des
Kokillenhohlraumes angepaßt
ist, so daß der
Anfahrkopf 22 gegenüber
den Kokillenseitenwänden
in einfacher Weise abdichtbar ist. Sämtliche Stützsegmente 4, 5 sind
in eine der Abmessung 24 der Kokille 1 entsprechende
Position unter Bildung eines Parallelspaltes mit den gegenüberliegenden
Rollen ausgerichtet (2a).
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Nachdem
der Anfahrkopf 22 in die Kokille 1 eingeführt ist
und der Spalt zwischen den Kokillenseitenwänden 24 und dem Anfahrkopf 22 abgedichtet wurde,
wird die Kokille mit Schmelze gefüllt, worauf mit dem Ausziehen
des Anfahrstranges 21 und dem an den Anfahrstrang 21 in
herkömmlicher
Weise gekoppelten Strang 2 begonnen wird. Die Ausziehgeschwindigkeit
bzw. Gießgeschwindigkeit
v wird bis auf einen vorgegebenen Maximalwert, u. zw. einer relativ
hohen Gießgeschwindigkeit
v10, zur Zeit t1 gesteigert
und sodann auf diesem Wen v10 konstant gehalten.
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Sobald
die Sumpfspitze 19 des flüssigen Kerns 20 mindestens
die ersten beiden Stützsegmente 4 passiert
hat (Zeit t2), werden diese in die in 2b dargestellte Position verbracht. Das
erste der beiden aneinander angelenkten Stützsegmente 4 ist in
eine konische Position verbracht, wobei die Konizität α1 größer ist
als die Konizität α, die die
beiden ersten Stützsegmente 4,
die später
in die Betriebs-Keilspaltstellung
verbracht werden, in dieser Betriebs-Keilspaltstellung einnehmen.
Das in Ausziehrichtung zweite Stützsegment 4 ist
in eine Parallelspaltstellung verbracht, u. zw. in einer der gewünschten
Dicke 26 des Stranges 2 entsprechenden Dicke. Die
nachfolgenden Stützsegmente 5 befinden
sich noch in der ursprünglich
eingestellten Parallelspaltstellung entsprechend der Dicke 24 des
an den Anfahrstrangkopf 22 gekoppelten durcherstarrten Strangendes 25,
des sogenannten Kopfstückes.
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Anschließend wird
die Gießgeschwindigkeit stark
reduziert, vorzugsweise so schnell wie möglich (gemäß 3 auf den
Wen v20), und danach auf den Wert v30, der geringer ist als der Wert v10, gesteigert so daß die Sumpfspitze 19 in
Richtung Kokille 1 zurückwandert,
u. zw. bis diese eine Position im Bereich des ersten parallel ausgerichteten
Stützsegmentes 4, das
bereits auf die gewünschte
Strangdicke 26 ausgerichtet ist einnimmt (Zeit t3). Hierdurch wird anschließend an
das Kopfstück 25 ein
durcherstarrter Strangteil 27 mit einer Dicke entsprechend
der gewünschten
Dicke 26 des Stranges 2 gebildet, der mindestens
eine Länge
entsprechend der Länge
eines Stützelementes 5 aufweist.
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Sodann
wird die Gießgeschwindigkeit
v auf die Betriebs-Gießgeschwindigkeit
vg erhöht.
Sobald das bereits in gewünschter
Dicke 26 durcherstarrte Strangstück 27 das erste der
Stützsegmente 5,
die später
auf die Betriebs-Parallelspaltstellung eingestellt werden, erreicht
hat, kann dieses Stützsegment 5 auf
diese Dicke 26 eingestellt werden. Hierdurch wird erreicht,
daß der
Strang 2 schon knapp hinter dem Anfahrkopf 22 ein
auf das gewünschte
Dickenmaß 26 durcherstarrtes
Teilstück 27 aufweist,
so daß das
Kopfstück 25 nur
sehr kurz ist.
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Nachdem
die Sumpfspitze 19, wie in 2d veranschaulicht,
die beiden in Betriebs-Keilspaltstellung einzu stellenden Stützsegmente 4 verlassen hat,
können
diese aus der in 2c dargestellten
Position in die in 2d dargestellte
Position, die sogenannte Betriebs-Keilspaltstellung mit der Konizität α, verbracht
werden. Beim Weitergießen
mit Betriebs-Gießgeschwindigkeit
vg können
schließlich
die letzten, noch nicht auf die der Betriebs-Parallelspaltstellung
entsprechende Dicke 26 eingestellten Stützsegmente 5 auf diese
eingestellt werden, wie dies für das
fünfte
Stützsegment
beim Vergleich der 2d mit 2e ersichtlich ist.
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Die
Geschwindigkeit der Gießspaltreduktion, also
beim Einstellen der in 2b dargestellten
Position der Stützsegmente 4 aus
der in 2a dargestellten Position,
sollte nicht sehr hoch sein, damit die Verformung und die damit
verbundenen Kräfte
beim Anstich nicht viel höher
sind als bei der späteren
stationären
Dickenreduktion (vgl. 2e). Eine zweckmäßige Wahl
für die
Reduktionsgeschwindigkeit des Gießspaltes wäre vsp ≤ 2vm/Rt [m/min], wobei
Rt die Rollenteilung in mm, vm die
momentane Gießgeschwindigkeit
und vsp die größte Geschwindigkeit, mit der
zumindest eine Rolle des Stützsegmentes 4 in Richtung
zur Strangachse 10 bewegt wird, bedeuten.
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Das
Angießen
kann jedoch auch mit einer etwas sanfteren Gießspaltreduktion vor sich gehen,
indem nämlich
die ersten beiden aneinander angelenkten Stützsegmente so- gleich – ohne Zwischeneinstellung über α1 – in die
Betriebs- Keilspaltstellung, die
in 2d dargestellt ist, verbracht werden;
allerdings wird hier das Kopfstück 25 des
Stranges 2, das von der Ausgangsdicke 24 bis zur
gewünschten
Dicke 26 des Stranges 2 überleitet, etwas länger.
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Die
Länge des
nicht vollständig
dickenreduzierten Kopfstückes 25 des
Stranges 2 ist umso kürzer,
je größer die
erste Beschleunigung, also das Anfahren von der Gießgeschwindigkeit
Null bis zur Gießgeschwindigkeit
v1, gewählt
wird.
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In
den 4 und 5 ist das erfindungsgemäße Verfahren
(bei einer Strangführung
mit vier aneinander angelenkten und die Betriebs-Keilspaltstellung
bildenden Stützsegmenten 4)
für den
Fall erläutert,
der eintritt, wenn während
des kontinuierlichen Betriebes infolge irgendeines Umstandes die
Sumpfspitze 19 des flüssigen
Kernes 20 in den keilförmigen Rollenspalt
der vier in Betriebs-Keilspaltstellung befindlichen Stützsegmente 4,
also in den Bereich I, gelangt.
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4 zeigt
diese Situation für
eine gänzliche Gießunterbrechung,
also ein Absinken der Gießgeschwindigkeit
v auf Null – hier
gelangt die Sumpfspitze je nach Dauer des Strangstillstandes mehr
oder weniger nahe zur Kokille –, 5 für den Fall
einer Herabsetzung der Gießgeschwindigkeit
auf v1 < vg – hier
darf die Sumpfspitze 19 nur in den Bereich des in Gießrichtung
letzten, in Betriebs-Keilspaltstellung eingestellten
Stützsegmentes 4 gelangen.
Ein weiteres Zurückwandern
der Sumpfspitze 19 in Richtung zur Kokille 1 wäre in diesem
Fall unzulässig,
da die am konisch eingestellten Stützsegment 4 angeordneten
Rollen 8 bei weiterem Ausziehen des Stranges 2 einen
durcherstarrten Strang 2 verformen müßten, was Beschädigungen
der Rollen 8 zur Folge haben könnte.
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Tritt
der Fall des Zurückwanderns
der Sumpfspitze 19 ein, werden die den keilförmig durcherstarrten
Teil des Stranges 2 stützenden
Stützsegmente 4 bzw. 5 und
beim Weitergießen
des Stranges 2 die nachfolgend angeordneten Stützsegmente 5 in eine
Parallelspaltstellung verbracht, die der Dicke 28 des Stranges 2 an
der Stelle entspricht an der er erstmals durcherstarrt ist also
an der sich die Sumpfspitze 19 befindet. Dies kann durch
Kippen des Strangsegmentes 4 vor sich gehen, wobei die
Kippachse 29 maximal in einer Entfernung von der Kokille 1 liegt,
in der sich auch die Sumpfspitze 19 befindet. Das benachbarte,
weiter zurückliegende,
also näher
zur Kokille 1 angeordnet liegende Stützsegment 4 kann dabei
in eine gegenüber
der Betriebs-Keilspaltstellung verstärkte Keilspaltstellung mit
der Konizität α1 > α gebracht werden, was in 5c veranschaulicht ist. Gemäß 4c erfolgt das Parallelstellen der zunächst in
Betriebs-Keilspaltstellung befindlichen Stützsegmente 4 durch
Kippen um die der Sumpfspitze 19 nächstliegende Anlenkachse 17 der
Stützsegmente 4,
wodurch die nicht in Parallelspaltstellung gebrachten Stützsegmente 4 weiterhin
in Betriebs-Keilspaltstellung mit der Konizität α verbleiben.
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Anschließend an
das Parallelstellen wird mit relativ hoher Gießgeschwindigkeit v2 weiter
gegossen, bis die Sumpfspitze 19 wieder über zumindest das
(in Gießrichtung)
erste in Parallelspaltstellung (mit der Dicke 28) verbrachte,
normalerweise jedoch in Betriebs-Keilspaltstellung befindliche Stützsegment 4 hinauswandert
(vgl. die 4d und 5d).
Darauf werden entweder die Stützsegmente 4,
die in eine der Dicke 28 entsprechende Position verbracht wurden,
wie in 4e veranschaulicht, in Betriebs-Keilspaltstellung
verbracht und wird das anschließende
erste, normalerweise in Betriebs-Parallelspaltstellung befindliche
Stützsegment 5 wieder
in die Betriebs-Parallelspaltstellung (mit der Dicke 26) verbracht,
oder es wird, wie in 5e dargestellt,
das erste in Parallelspaltstellung verbrachte Stützelement 4 in eine
Parallelspaltstellung mit einer der Betriebs-Parallelspaltstellung entsprechenden
Dicke 26 verbracht, wobei die Keilspaltstellung des benachbarten,
näher zur
Kokille 1 angeordneten Stützsegmentes 4 auf
die Konizität α2 > α1 verstärkt wird.
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Danach
wird die Gießgeschwindigkeit
möglichst
schnell auf die Gießgeschwindigkeit
v3 reduziert, so daß die Sumpfspitze 19 zu
dem in Gießrichtung
ersten in Parallelspaltstellung mit einer der Betriebs-Parallelspaltstellung
entsprechenden Dicke 26 verbrachten Stützsegment 4 bzw. 5 zurückwandert (vgl. 4f und 5f).
Hierdurch wird ein durcherstarrtes Strangstück mit der Dicke 26,
auf die der Strang 2 während
des Normalbetriebes reduziert werden soll, gebildet, u. zw. zu einem
sehr frühen Zeitpunkt
und knapp hinter dem konisch erstarrten Strangstück.
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Hierauf
wird die Gießgeschwindigkeit
unter abermaligem Vorwandern der Sumpfspitze 19 auf die Betriebs-Gießgeschwindigkeit
vg erhöht,
so daß die Sumpfspitze 19 wiederum
in der in 4a bzw. 5a dargestellten
Entfernung von der Kokille zu liegen kommt. Damit ist das Verfahren
nach 4 – mit Ausnahme
der Anstellung der restlichen Stützsegmente 5 auf
die der Betriebs-Parallelspaltstellung entsprechende Dicke 26 während des
weiteren Gießens – abgeschlossen.
für das
in 5 dargestellte Verfahren müssen noch die letzten beiden
Stützsegmente
der aneinander angelenkten Stützsegmente 4 in
die Betriebs-Keilspaltstellung verbracht werden. Die nachfolgend
liegenden Stützsegmente 5 können dann
ebenfalls nach und nach mit dem weiteren Ausziehen bzw. Gießen des
Stranges in die Betriebs-Parallelspaltstellung (mit der Dicke 26)
ausgerichtet werden.
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Wie
aus den obigen Verfahrensbeschreibungen erkennbar ist, sind die
Stützsegmente
zu jedem Zeitpunkt derart ausgerichtet, daß die Sumpfspitze 19 des
flüssigen
Kerns 20 stets in einem Bereich der Strangführung 3 liegt,
in dem der von den Rollen 8 gebildete Rollenspalt als engster
Rollenspalt ausgebildet ist (wobei jedoch die Anpassung der in Betriebs-Parallelspaltstellung
befindlichen Stützsegmente 5 an
die Schrumpfung des durcherstarrten Stranges 2 unberücksichtigt
bleibt, d. h. die nur äußerst geringe
konische Einstellung der in Betriebs-Parallelspaltstellung befindlichen
Stützsegmente 5 zum
Zweck des Kontakts der Rollen 8 mit der Strangoberfläche des
durcherstarren und daher in Dickenrichtung schrumpfenden Stranges
außer Acht
gelas sen wird).
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Ein
wesentlicher Teil der Erfindung ist dann zu sehen, daß nach einer
anfänglichen
Steigerung der Gießgeschwindigkeit
unter Vorwandern der Sumpfspitze 19 eine Senkung der Gießgeschwindigkeit
unter Zurückwandern
der Sumpfspitze 19 in Richtung zur Kokille 1 durchgeführt wird
und daß erst danach
die Gießgeschwindigkeit
auf die Betriebs-Gießgeschwindigkeit
vg erhöht
wird.
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Gießunterbrechungen
und/oder Gießgeschwindigkeitsverlangsamungen
werden zweckmäßig derartig
auf ein Zeitintervall begrenzt, daß innerhalb des Zeitintervalls
die Sumpfspitze 19 von ihrer bei Betriebs-Gießgeschwindigkeit
eingenommenen Betriebsposition bis höchstens zum Ende des Betriebs-Keilspaltes
zurückwandert.
Solche Gießunterbrechungen
und/oder Gießgeschwindigkeitsverlangsamungen
können
z. B. beim Wechseln des Gießrohres,
beim Wechseln des Verteilergefäßes etc.
notwendig sein.
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Prinzipiell
ist das erfindungsgemäße Verfahren
auch durchführbar,
wenn die Rollen der Strangführung
einzeln verstellbar sind, wobei jedoch jede Rolle mit einer eigenen
Verstelleinrichtung gegenüber
einem Stützrahmen
abgestützt
und die Lage jeder einzelnen Rolle mittels einer Meßeinrichtung
erfaßbar
sein muß.
Eine Anlenkung der einzelnen Stützsegmente
aneinander ist von Vorteil für
die in Betriebs-Keilspaltstellung einstellbaren Stützsegmente 4;
prinzipiell könnten
jedoch auch alle Stützsegmente 4, 5 aneinander
in Form einer Gliederkette angelenkt sein oder auch unabhängig voneinander an
einem Stützrahmen 11 abgestützt sein.