EP0008692B2 - Verfahren zur Vermeidung von Beschädigungen an Strangführungselementen einer Stranggiessanlage für Stahl - Google Patents
Verfahren zur Vermeidung von Beschädigungen an Strangführungselementen einer Stranggiessanlage für Stahl Download PDFInfo
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- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
Definitions
- the strand may become stuck between the guide rollers while the strand is being pulled out, in connection with overloading of the same or of supporting structure parts. If the pull-out force remains the same, this leads to a deformation or destruction of these guide rollers or of the supporting structure parts.
- the present invention when using the method of conveying a broken strand without interrupting the pull-out process or when pulling out a strand bulged during a standstill, avoids the disadvantages associated with possible overloading of system parts, as described above. It has the task of preventing deformations of the support structure and the associated quality-reducing influences on the cast product during the pull-out process. This procedure eliminates the risk of damage to the elements of the strand guide due to overstressing. It is possible to use strongly dimensioned drivers to pull out a strand that is stuck in the strand guide or tends to get stuck, while avoiding overloading of system parts at risk.
- the pull-out force of these drivers can be set immediately and risk-free to the highest possible values, matched to the maximum permissible load index of the material used. A dynamic, if necessary jerky, pulling away of a strand which is welded with system parts is facilitated.
- the stresses occurring in the support arm of the first zone of the strand guide are measured.
- Molten steel is poured into the mold 1, and a partially solidified strand 11 is continuously guided and supported in the strand guide and pulled out of the mold 1 by the driven rollers 3.
- the strand has deformations which prevent it from being conveyed out undisturbed and generate forces directed against the direction of extraction, or if the strand is broken with hardened steel with strand guide parts, e.g. connected to the cooling grid 5 and thus immovable, there is a slipping of the drive rollers during pulling out with ordinary drivers. This is avoided with a more dimensioned drive straightening unit, and the forces required to break the connection can be entirely transferred to the strand.
- strain gauges 12 attached to the upper side (tension side) of the support arm 10
- tensile stresses occurring therein are determined, the measurement values are conducted via a line 13 to a measuring and control device 14 and there with predetermined maximum values which are below those values. which could lead to a plastic deformation of the support structure.
- the control and regulating element 14 gives an impulse to interrupt the pull-out process. This prevents damage to strand guide parts.
- an optical and / or acoustic alarm signal can also be given, as a result of which the operating personnel are made aware of a possible overload situation and are prompted to take action.
- strain gauges 12 other voltage measuring devices, such as Load cells, find use.
- strain gauge is not limited to the top of the load arm 10 of the first zone 4, but can be freely selected wherever an overload of strand guide parts and / or support guide elements leading to damage must be feared. For example, all pairs of guide rollers are secured against bulging strands in this way. Other geometrical deviations which lead to damage in the continuous casting installation, due to exceptional thermal distortion, can also be indicated and appropriate countermeasures can be taken as a result. It should be pointed out that the invention is not only applicable to the continuous slab caster shown in the figure, but can be used in any continuous caster with continuous molds.
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Description
- Beim Stranggiessen von Stahl kommt es mitunter zu unerwünschten Verformungen des Stranges, vornehmlich dann, wenn Betriebsstörungen zu einem Giessunterbruch zwingen. Geht ein solcher Giessunterbruch über einen längeren Zeitraum, ist die noch dünne Strangkruste aufgrund ungenügender Festigkeit nicht fähig, entlang ungestützter Abschnitte, z.B. zwischen Führungsrollenpaaren, dem ferrostatischen Druck des flüssigen Strangkernes zu widerstehen. In einem solchen Fall kommt es zu Ausbauchungen der Strangkruste. Vergeht bis zum Wiederanfahren der Anlage ein zu grosses Zeitintervall, in welchem die Durcherstarrung des Stranges weiter fortschreitet, ist es oftmals nicht mehr möglich, solche Ausbauchungen mit Hilfe der Führungsrollen gegen den Widerstand des teilweise erstarrten Stranges wieder hineinzudrücken. Hierdurch kann es während des Ausziehens des Stranges zu dessen Steckenbleiben zwischen den Führungsrollen, verbunden mit einer Überlastung derselben bzw. von Stützkonstruktionsteilen kommen. Bei gleichbleibender Ausziehkraft führt dies zu einer Deformation bzw. Zerstörung dieser Führungsrollen bzw. der Stützkonstruktionsteile.
- Eine weitere, nicht immer zu verhindernde Störung des normalen Giessbetriebes ist ein Durchbruch, zumeist in einem Bereich des erst peripher erstarrten Stranges unmittelbar unterhalb der Kokille. Hiermit sind in der Regel unangenehme Folgeerscheinungen verbunden, da eine oftmals grosse Stahlmenge in die Sekundärkühlzone der Anlage ausfliesst und in den sich dort befindlichen Anlagenteilen, wie Stütz- und Führungsrollen, Stützkonstruktionsteilen etc. erstarrt. Daraus ergeben sich fast immer erhebliche, kostspielige Reparaturen verursachende Schäden. Obendrein hat ein Durchbruch in den allermeisten Fällen einen Abbruch des Giessbetriebes zur Folge.
- Die Konsequenzen eines solchen Abbruches sind üblicherweise neben zeitaufwendiger Beseitigung der direkten Folgeschäden des Durchbruches, insbesondere irreparable Verformungen von Strangführungsrollen durch einseitige, lokale Überhitzung der mit dem stillstehenden, heissen Strang in Berührung stehenden Rollen. Mit dem Wiederanfahren ergeben diese Verformungen unrunden Lauf der Rollen und können aufgrund ungleichmässiger Beanspruchung der Rollenlager deren Zerstörung bewirken usw. zum Rollenbruch führen. Obendrein führt unrunder Lauf der Führungsrollen durch die gleichsinnige Verformung einander gegenüberliegender Rollen zu periodisch ungleichmässiger Krafteinwirkung auf den Strang. An solchen Stellen verstärkten Drukkes können sich Abwalzungen, verbunden mit Rissbildungen im Strang ergeben.
- In der Praxis wird versucht, die sich durch einen Abbruch des Ausziehvorganges ergebenden, oben geschilderten Nachteile durch folgende Verfahrensweise zu vermeiden. Bei unterbrochener Stahlzufuhr in die Kokille wird der Strang gegen die den Ausziehvorgang behindernden Kräfte, hervorgerufen durch unregelmässig geformte oder mit Anlagenteilen verschweisste Stränge, mit stark dimensionierten Treibern ohne Unterbrechung vollständig herausgezogen. Hierbei kann es sich ergeben, dass aufgrund sehr starker, durch einfaches Losreissen nicht mehr lösbarer Verschweissungen des Stranges mit den Strangführungselementen wie Rollen, Gittern etc., die grossen Ausziehkräfte direkt auf die Stütz- und Lagerelemente der Strangführung wirken und hier durch Überlastung zu bleibenden Verformungen und Beschädigungen führen. So kann beispielsweise bei einer durch übergelaufenen Stahl eingegossenen, sogenannten ersten Zone der Strangführung eine solche Überlastung zu einer Deformation der Auflagerarme und der Auflagerzapfen der 1. Zone und damit zu Abweichungen in der Geometrie der Strangführung führen. Diese bedingen kostspielige, zeitaufwendige Reperaturen. Ein Vorteil des oben beschriebenen Verfahrens, welches einen Stillstand des Stranges bei einem Durchbruch vermeiden will, gegenüber der herkömmlichen Giesspraxis, bei welcher man den Strang erkalten lässt, ist folglich in einem solchen Fall nicht mehr gegeben.
- Abweichungen, welche nicht immer sofort entdeckt werden, führen obendrein zu Rissen im Gussprodukt und damit zu Qualitätsminderungen.
- Die vorliegende Erfindung will, bei Anwendung der Verfahrensweise des Ausförderns eines durchgebrochenen Stranges ohne Unterbrechung des Ausziehvorganges bzw. beim Ausziehen eines während eines Stillstandes ausgebauchten Stranges die mit einer möglichen Überlastung von Anlagenteilen verbundenen, oben geschilderten Nachteile vermeiden. Sie stellt sich die Aufgabe, Deformationen der Stützkonstruktion und damit verbundene qualitätsmindernde Einflüsse auf dasGussprodukt während des Ausziehvorganges zu verhindern. Mit diesem Verfahren wird das Risiko einer Beschädigung von Elementen der Strangführung durch Überbeanspruchung ausgeschaltet. Es wird ermöglicht, zum Ausziehen eines in der Strangführung festsitzenden bzw. zum Steckenbleiben neigenden Stranges unter Vermeidung einer Überlastung gefährdeter Anlagenteile stark dimensionierte Treiber einzusetzen. Die Ausziehkraft dieser Treiber kann sofort und risikolos auf höchstmögliche Werte, abgestimmt auf maximal zulässige Belastungskennzahlen des beanspruchten Werkstoffes eingestellt werden. Ein dynamisches, falls erforderlich ruckweises, das Losreissen eines mit Anlagenteilen verschweissten Stranges begünstigendes Ausziehen wird ermöglicht.
- Wird ein Losreissen jedoch aufgrund zu kräftiger Verschweissungen verhindert und die vorgegebenen Höchstwerte überschritten, wird ein Impuls zum Unterbrechen des Ausziehvorganges gegeben. Die den Ausziehvorgang behindernden Verschweissungen werden in einem solchen Fall möglichst schnell von Hand mit geeigneten Vorrichtungen entfernt und das Ausziehen fortgesetzt. Dadurch, dass ein normales Ausfördern unmöglich machendes Erkalten des Stranges vermieden wird, entfallen aufwendige Massnahmen zum Freimachen der Strangführung, wie Zerteilen des Stranges durch Brennschneiden etc. Die Folgeerscheinungen eines Durchbruches werden wesentlich schneller bereinigt und der Zeitraum bis zu einer erneuten Betriebsbereitschaft der Anlage entscheidend verkürzt.
- Nach einem vorteilhaften Schritt des erfindungsgemässen Verfahrens werden die im Tragarm der ersten Zone der Strangführung auftretenden Spannungen gemessen.
- Das Verfahren wird anhand einer schematischen Zeichnung eines Beispiels näher beschrieben:
- Diese Zeichnung zeigt eine Stranggiessanlage, bestehend aus einer Durchlaufkokille 1 mit nachgeordneter, in einzelne Segmente unterteilter, gebogener Strangführung und einem anschliessenden Treibrichter 2 mit angetriebenen und nicht angetriebenen Rollen 3. Die erste Zone 4 dieser Strangführung setzt sich zusammen aus einem Kühlgitter 5 und einem aus mehreren Rollenpaaren bestehenden Abschnitt 6 der Rollenführung. Sie ist mittels Lagerzapfen 7 in Lagerschalen 8 eines an der Stützkonstruktion 9 der Strangführung befestigten Tragarmes 10 gelagert.
- Stahlschmelze wird in die Kokille 1 eingefüllt, und ein teilweise erstarrter Strang 11 wird kontinuierlich in der Strangführung geführt und gestützt sowie durch die angetriebenen Rollen 3 aus der Kokille 1 ausgezogen.
- Weist der Strang Verformungen auf, welche ein ungestörtes Ausfördern behindern und gegen die Ausziehrichtung gerichtete Kräfte erzeugen bzw. ist der Strang aufgrund ausgebrochenen, sich verfestigenden Stahls mit Strangführungsteilen, z.B. mit dem Kühlgitter 5 verbunden und damit unbeweglich, kommt es während des Ausziehens bei gewöhnlichen Treibern zu einem Durchrutschen der Treibrollen. Mit einem stärker dimensionierten Treibricht-Aggregat wird dies vermieden, und die zum Losreissen der Verbindung benötigten Kräfte können zur Gänze auf den Strang übertragen werden.
- Mit Hilfe von an der Oberseite (Zugseite) des Tragarms 10 angebrachten Dehnungsmess-Streifen 12 werden in diesem auftretende Zugspannungen ermittelt, die Messwerte über eine Leitung 13 zu einem Mess- und Regelgerät 14 geleitet und dort mit vorgegebenen Höchstwerten, welche unter denjenigen Werten liegen, welche zu einer plastischen Verformung der Stützkonstruktion führen könnten, verglichen. Im Fall, dass der Widerstand des festsitzenden bzw. verformten Stranges so gross ist, dass die anzuwendenden Kräfte über diesen Höchstwerten liegen würden, wird vom Steuer- und Regelorgan 14 ein Impuls zum Unterbrechen des Ausziehvorganges gegeben. Hierdurch wird eine Beschädigung von Strangführungsteilen vermieden. Selbstverständlich kann anstelle eines Abbruches durch diesen Impuls auch ein optisches und/oder akustisches Alarmsignal gegeben werden, wodurch das Bedienungspersonal auf eine mögliche Überlastsituation aufmerksam gemacht und zum Handeln aufgefordert wird. Anstelle von Dehnungsmess-Streifen 12 können andere, Spannungen erfassende Messeinrichtungen, wie z.B. Lastzellen, Verwendung finden.
- Die Anordnung eines Dehnungsmess-Streifens bleibt nicht auf die Oberseite des Lastarmes 10 der ersten Zone 4 beschränkt, sondern kann frei wählbar überall dort angebracht werden, wo eine zu Beschädigungen führende Überlastung von Strangführungsteilen und/oder Stützführungselementen befürchtet werden muss. So können z.B. alle Führungsrollenpaare gegen Überlastung durch ausgebauchte Stränge auf diese Art und Weise gesichert werden. Auch können sonstige, zu Beschädigungen führende geometrische Abweichungen in der Stranggiessanlage, bedingt durch aussergewöhlichen thermischen Verzug, angezeigt und dadurch entsprechende Gegenmassnahmen ergriffen werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht allein auf die im Bild dargestellte Brammenstranggiessanlage anwendbar ist, sondern bei beliebigen Stranggiessmaschinen mit Durchlaufkokillen Verwendung finden kann.
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Opponent name: ASEA AKTIEBOLAG Effective date: 19811022 |
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RAP2 | Party data changed (patent owner data changed or rights of a patent transferred) |
Owner name: CONCAST HOLDING AG |
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Ref country code: SE Effective date: 19830809 |
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PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Effective date: 19840301 |
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NLV4 | Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee | ||
ITF | It: translation for a ep patent filed |
Owner name: BARZANO' E ZANARDO MILANO S.P.A. |
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PUAH | Patent maintained in amended form |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009272 |
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STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: PATENT MAINTAINED AS AMENDED |
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27A | Patent maintained in amended form |
Effective date: 19860402 |
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AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B2 Designated state(s): AT BE DE FR GB IT LU NL SE |
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ET3 | Fr: translation filed ** decision concerning opposition | ||
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ITTA | It: last paid annual fee | ||
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Ref country code: GB Effective date: 19900808 Ref country code: AT Effective date: 19900808 |
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BERE | Be: lapsed |
Owner name: CONCAST HOLDING A.G. Effective date: 19900831 |
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GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee | ||
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REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST |
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EUG | Se: european patent has lapsed |
Ref document number: 79102851.7 Effective date: 19850610 |