EP0223078A1 - Verfahren zum Anfahren einer Stranggiessanlage mit mehreren Strängen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for starting up a continuous casting plant with several strands, in particular for pouring steel melt from an intermediate vessel, into several continuous casting molds by means of adjustable pouring closures, a target fill level of the melt being within a measuring distance, and the strands which are formed by a strand withdrawal unit be subtracted at the same speed.
- the present invention is a further development of a casting process which is controlled within a fill level measuring section of molds by means of two signal levels via pouring closures with a constant take-off speed.
- the object on which the invention is based is essentially to be seen in streamlining the casting by shortening the casting time using simplified process steps.
- the strand extraction unit is switched on after reaching a lower signal level within the measuring section by the actual filling levels of all molds or by the actual filling level first reaching an upper signal level lying within the measuring section and each actual filling level starting from the lower signal level along a predetermined ascent curve into the target level.
- the actual fill level of each mold can be quickly and separately transferred to the normal inflow control of the target fill level, when the strand withdrawal unit is appropriately switched on in a filling level section of the mold between the lower and the upper signal level of the measuring section, which guarantees the withdrawal safety of the strands.
- the trigger drive reacts accordingly to what happens first when the actual fill levels rise in the molds. Either it switches on when the lower actual level is exceeded by the last actual level or, if this is not the case, as soon as the first actual level has reached the upper signal level. After the trigger drive has been switched on, the pouring closures automatically close those molds whose actual fill level is still below the lower signal level.
- the latter is also used for pouring with initially only up to 50% opened spout closures, of which the spout closures that are most distant from the filling point of the intermediate vessel or belong to the outer molds are throttled less than those of the inner molds. This effectively takes into account the lower melt temperatures prevailing in the outer districts of a continuous caster or an intermediate vessel.
- molten steel is fed to an intermediate vessel 3 via a controllable pouring closure 2, which in turn has three pouring closures 4 in the form of slide closures, which regulate the inflow of the melt through pouring tubes 5 into continuous casting molds A, B, C.
- each pouring closure 4 is mechanically coupled to an actuator 6, the respective operating position of which is held by a position meter 7.
- the pouring tubes 5 protrude with their free ends into the molds A, B, C, whose set level 8 set for normal operation lies within a measuring section 9 of a mold level A, B, C assigned to each mold, consisting of transmitter 10 and receiver 11.
- Downstream of the molds A, B, C is a secondary cooling device, which is not shown for the sake of simplicity, and a strand take-off unit common to the cold strands 18, which has drive rollers 12, a take-off drive 13, a drive controller 14 and a take-off speed meter 15.
- the latter transmits its measured values to the drive controller 14 and to a processor 16 which also receives and processes the measured values of the position meter 7 which controls the degree of opening of the pouring closures 4 and the receiver 11 of the fill level measuring devices 10, 11.
- the data obtained go to a control computer 17 integrated in the processor 16, which gives corresponding control commands to the actuators 6 of the pouring closures 4 and to the drive controller 14 of the strand withdrawal unit 12 to 15.
- the take-off speed is fixed as a constant, ie the cold strands 18 formed in the molds A, B, C are formed by the common strand take-off unit 12 to 15 subtracted constant speed, which means that the target level 8 intended for the molds A, B, C is regulated solely from the inflow side by means of the pouring closures 4.
- the pouring closures 4 are held in the normal pouring mode at the desired fill level 8 in a throttle position, which enables both opening and closing.
- the measuring section 9 is equipped with a lower signal level 21 and an upper signal level 22 which are used to control the pouring closures 4 and the trigger drive 13 serve.
- the casting begins with the opening of the pouring closures 4, so that actual fill levels 20 form in the molds A, B, C above the cold strand heads 19, but these are rarely at the same level.
- the pouring closures 4 are initially only partially, preferably about 35%, but not fully opened during the pouring. This results in 4 control reserves for the pouring closures both in the closing and in the opening direction, which allow each actual filling level 20 rising in the molds A, B, C (cf. FIG. 2) from the lower signal level 21 to the desired filling level 8 to let it ascend along a predetermined ascent curve 40, which is adapted to the operating conditions of the respective system by appropriate programming of the processor 16.
- the criterion of the ascending curve 40 which determines the filling speed of the molds A, B, C during casting, is never to be so flat that the freezing limit of the molten steel in the pouring closures 4 has fallen below, and not to be as steep as that the upper slosh limit on Mold edge is exceeded.
- the regulation of each pouring closure 4 according to the ascent curve 40 begins, as mentioned, at the lower signal level 21 and is triggered by the actual fill level 20 ascending in the corresponding molds A, B, C. If the last of all the actual filling levels A20, B20 or C20 exceeds the lower signal level 21, then the control computer 17 of the processor 16 switches on the trigger drive 13 of the common trigger unit 13 to 15 for the cold strands 18.
- the actual levels A20, B20, C20 continue to rise independently of one another on the basis of the same criteria and consequently graphically parallel ascent curves 40 until they settle into the nominal level 8 set for normal casting operation If the actual fill level is 20, it would spill over the mold edge. If an actual filling level 20 of a mold A, B or C has already arrived at the upper signal level 22 while casting, while others are still below the lower signal level 21, 20 closing commands are issued for the pouring closures 4 of the actual filling levels remaining in the said manner.
- the graph of FIG. 2 applies to the actual fill levels 20 shown in FIG. 1.
- the actual fill level 20 of the mold C reached the lower signal level 21 in the time Ct after the simultaneous throttled opening of all pouring closures 4, the one for the Mold C responsible pouring spout 4 takes over the regulation of the melt inlet according to the designed ascent curve 40.
- the actual fill levels 20 of the molds B and A successively pass the signal level 21 in the times Bt and At and effect the regulation there according to the ascending curve 40. None of the actual fill levels 20 has remained significantly.
- the actual fill Stand A20 reaches the lower signal level 21 before the actual fill level C20 has caught up with the upper signal level 22, so that the start command for the trigger drive 13 originates from the actual fill level A20.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anfahren einer Stranggießanlage mit mehreren Strängen, insbesondere zum Angießen von Stahlschmelze aus einem Zwischengefäß, in mehrere Stranggießkokillen mittels regelbarer Ausgußverschlüsse, wobei ein Sollfüllstand der Schmelze innerhalb einer Meßstrecke liegt, und die sich bildenden Stränge von einem Strangabzugsaggregat mit gleicher Geschwindigkeit abgezogen werden.
- Es ist bereits vorgeschlagen worden (DE 34 32 611 A1), daß bei am Zwischengefäß zum Angießen geöffneten Ausgußverschlüssen der in jeder Kokille über den Kaltstrangköpfen ansteigende Istfüllstand an einer im unteren Bereich der Meßstrecke liegen den Signalebene die Drosselung seines Ausgußverschlusses zum Egalisieren aller Istfüllstände und danach die Einschaltung des Strangabzugsaggregates bewirkt, die bei ausgebliebener Egalisierung spätestens an einer unterhalb des Sollfüllstandes liegenden, zweiten Signalebene durch den am ersten dort ankommenden Istfüllstand vollzogen wird. Dadurch soll das mit gleicher Abzugsgeschwindigkeit durchgeführte Angießen mit einfachen Verfahrensschritten, insbesondere bezüglich der Betriebssicherheit verbessert werden.
- Vorliegende Erfindung ist eine Weiterentwicklung eines innerhalb einer Füllstandsmeßstrecke von Kokillen durch zwei Signalebenen über Ausgußverschlüsse bei gleichbleibender Abzugsgeschwindigkeit gesteuerten Angießverfahrens.
- Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist im wesentlichen in der Straffung des Angießens durch Verkürzung der Angießzeit mit vereinfachten Verfahrensschritten zu sehen.
- Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist im wesentlichen vorgesehen, daß die Einschaltung des Strangabzugsaggregates nach Erreichen einer innerhalb der Meßstrecke liegenden unteren Signalebene durch die Istfüllstände aller Kokillen oder durch den zuerst zu einer oberen, innerhalb der Meßstrecke liegenden, Signalebene gelangenden Istfüllstand erfolgt und jeder Istfüllstand ab der unteren Signalebene entlang einer vorgegebenen Aufsteigekurve in den Sollfüllstand hineingeregelt wird.
- Auf diese Weise kann der Istfüllstand jeder Kokille auf separatem Weg zügig in die normale Zuflußregelung des Sollfüllstandes überführt werden, bei zweckvoller Einschaltung des Strangabzugsaggregates in einem die Abzugssicherheit der Stränge gewährleisteten Füllhöhenabschnitt der Kokillen zwischen der unteren und der oberen Signalebene der Meßstrecke. Dementsprechend reagiert der Abzugsantrieb auf das, was beim Aufsteigen der Istfüllstände in den Kokillen zuerst geschieht. Entweder er schaltet ein beim Überschreiten der unteren Signalebene durch den letzten Istfüllstand oder, falls dies nicht zutrifft, sobald der erste Istfüllstand die obere Signalebene erreicht hat. Nach vollzogener Einschaltung des Abzugsantriebes schließen die Ausgußverschlüsse derjenigen Kokillen automatisch, deren Istfüllstand noch unterhalb der unteren Signalebene liegt.
- Für ein besonders zügiges und dennoch betriebssicheres Angießen wird weiter erfindungsgemäß vorgeschlagen, die an der unteren Signalebene einsetzende Regelung der Ausgußverschlüsse entlang der Aufsteigekurve in einem Bereich über der Einfriergrenze der Schmelze in den Ausgußverschlüssen einerseits und unterhalb der Schwappgrenze der Schmelze am Kokillenrand beim Übergang in die Regelung in den Sollfüllstand andererseits stattfinden zu lassen. Bei einem solchen Vorgehen läuft zum einen der Übergang von einer durch rasche Änderungen des Durchflußquerschnittes an den Ausgußverschlüssen definierten Regelung entlang der Aufsteigekurve in eine dazu verhältnismäßig träge Regelung am Sollfüllstand mit relativ ruhig bleibendem Kokillen-Badspiegel ab, zum anderen wird in den Ausgußverschlüssen auftretenden, den Gießstrahl behindernden Einfrierungen weitgehend entgegengewirkt.
- Letzterem dient ferner das Angießen mit zunächst nur bis zu 50 % geöffneten Ausgußverschlüssen, von denen vorteilhaft die von der Füllstelle des Zwischengefäßes entferntesten bzw. zu den äußeren Kokillen gehörenden Ausgußverschlüsse geringer gedrosselt sind als die der inneren Kokillen. Damit ist den in den Außenbezirken einer Stranggießanlage bzw. eines Zwischengefäßes herrschenden niedrigeren Temperaturen der Schmelze wirkungsvoll Rechnung getragen.
- Zudem besteht die Möglichkeit, die Ausgußverschlüsse beim Angießen nachhinkender Istfüllstände unterhalb der unteren Signalebene, d.h. vor der Regelung längs der Aufsteigekurve, kurzzeitig voll zu öffnen, um Einfrieransätze fortzuspülen.
- Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1 schematisch eine Stranggießanlage mit Kokillen in einer Angießposition sowie
- Fig. 2
- und 3 mögliche Angießabläufe in graphischer Darstellung.
- Aus einer Gießpfanne 1 wird gemäß Fig. 1 über einen regelbaren Ausgußverschluß 2 Stahlschmelze einem Zwischengefäß 3 zugeführt, das seinerseits drei Ausgußverschlüsse 4 in Form von Schieberverschlüssen hat, die den Zufluß der Schmelze durch Gießrohre 5 hindurch in Stranggießkokillen A, B, C regeln. Hierzu ist jeder Ausgußverschluß 4 mit einem Stellglied 6 mechanisch gekoppelt, dessen jeweilige Betriebsposition von einem Stellungsmesser 7 festgehalten wird. Die Gießrohre 5 ragen mit ihren freien Enden in die Kokillen A, B, C hinein, deren für den Normalbetrieb eingestellter Sollfüllstand 8 innerhalb einer Meßstrecke 9 einer jeder Kokille A, B, C zugeordneten, aus Sender 10 und Empfänger 11 bestehenden Füllstandsmeßeinrichtung liegt.
- Den Kokillen A, B, C nachgeordnet ist eine, der Vereinfachung wegen nicht dargestellte, Sekundärkühleinrichtung sowie ein den Kaltsträngen 18 gemeinsames Strangabzugsaggregat, das Treibrollen 12, einen Abzugsantrieb 13, einen Antriebsregler 14 und einen Abzugsgeschwindigkeitsmesser 15 aufweist. Letzterer gibt seine Meßwerte zum einen an den Antriebsregler 14 und zum anderen an einen Prozessor 16, der außerdem die Meßwerte der den Öffnungsgrad der Ausgußverschlüsse 4 kontrollierenden Stellungsmesser 7 und der Empfänger 11 der Füllstandsmeßeinrichtungen 10, 11 empfängt und verarbeitet. Die erhaltenen Daten gehen an einen im Prozessor 16 integrierten Steuerrechner 17, der entsprechende Steuerbefehle an die Stellglieder 6 der Ausgußverschlüsse 4 und an den Antriebsregler 14 des Strangabzugsaggregates 12 bis 15 gibt. Dort ist die Abzugsgeschwindigkeit als Konstante festgelegt, d.h. die in den Kokillen A, B, C gebildeten Kaltstränge 18 werden durch das gemeinsame Strangabzugsaggregat 12 bis 15 mit gleichbleibender Geschwindigkeit abgezogen, was besagt, daß der für die Kokillen A, B, C vorgesehene Sollfüllstand 8 allein von der Zuflußseite her mittels der Ausgußverschlüsse 4 geregelt wird. Dazu werden die Ausgußverschlüsse 4 im normalen Gießbetrieb auf Sollfüllstand 8 in einer Drosselstellung gehalten, die sowohl ein Auf- als auch ein Zusteuern ermöglicht.
- Für das Angießen, wofür die Kaltstränge 18 in die Kokillen A, B, C eingefahren und der Abzugsantrieb 13 abgeschaltet werden, ist die Meßstrecke 9 mit einer unteren Signalebene 21 und einer oberen Signalebene 22 ausgestattet, die zum Steuern der Ausgußverschlüsse 4 und des Abzugsantriebes 13 dienen. Das Gießen beginnt mit dem Auffahren der Ausgußverschlüsse 4, so daß sich über den Kaltstrangköpfen 19 Istfüllstände 20 in den Kokillen A, B, C bilden, die jedoch selten auf gleichem Niveau stehen.
- Im einzelnen werden beim Angießen zunächst die Ausgußverschlüsse 4 nur teilweise, vorzugsweise zu etwa 35 %, keinesfalls aber voll geöffnet. Dadurch ergeben sich für die Ausgußverschlüsse 4 Regelreserven sowohl in Schließ- als auch in Öffnungsrichtung, die es erlauben, jeden in den Kokillen A, B, C aufsteigenden Istfüllstand 20 (vgl. Fig. 2) von der unteren Signalebene 21 aus bis zum Sollfüllstand 8 entlang einer vorgegebenen Aufsteigekurve 40 aufsteigen zu lassen, die den Betriebsverhältnissen der jeweiligen Anlage durch entsprechende Programmierung des Prozessors 16 angepaßt ist.
- Das Kriterium der Aufsteigekurve 40, welche die Füllgeschwindigkeit der Kokillen A, B, C beim Angießen bestimmt, liegt darin, niemals so flach zu sein, als daß die Einfriergrenze der Stahlschmelze in den Ausgußverschlüssen 4 unterschritten, und nicht so steil zu sein, als daß die obere Schwappgrenze am Kokillenrand überschritten wird. Die Regelung jedes Ausgußverschlusses 4 nach der Aufsteigekurve 40 setzt, wie angeführt, an der unteren Signalebene 21 ein und wird durch den in den korrespondierenden Kokillen A, B, C aufsteigenden Istfüllstand 20 ausgelöst. Überschreitet beim Aufsteigen der letzte aller Istfüllstände A20, B20 oder C20 die untere Signalebene 21, dann schaltet der Steuerrechner 17 des Prozessors 16 den Abzugsantrieb 13 des gemeinsamen Abzugsaggregates 13 bis 15 für die Kaltstränge 18 ein. Danach vollzieht sich der Aufstieg der Istfüllstände A20, B20, C20 unabhängig voneinander weiterhin auf der Basis gleicher Kriterien und folglich graphisch parallelen Aufsteigekurven 40 bis zum Einschwingen in den für den normalen Gießbetrieb eingestellten Sollfüllstand 8. Würde dabei das Einschwingen übermäßige Impulse durch einen zu schnell aufsteigenden Istfüllstand 20 erhalten, wäre ein Überschwappen über den Kokillenrand gegeben. Ist beim Angießen ein Istfüllstand 20 einer Kokille A, B oder C bereits an der oberen Signalebene 22 angekommen, während sich andere noch unterhalb der unteren Signalebene 21 befinden, ergehen für die Ausgußverschlüsse 4 der in besagter Weise zurückgebliebenen Istfüllstände 20 Schließbefehle.
- Für die in Fig. 1 eingezeichneten Istfüllstände 20 gilt die Graphik nach Fig. 2. Danach hat der Istfüllstand 20 der Kokille C nach gleichzeitigem gedrosseltem Öffnen aller Ausgußverschlüsse 4 zum Angießbeginn als erster in der Zeit Ct die untere Signalebene 21 erreicht, wobei der für die Kokille C zuständige Ausgußverschluß 4 die Regelung des Schmelzzulaufes gemäß der ausgelegten Aufsteigekurve 40 übernimmt. In Folge passieren die Istfüllstände 20 der Kokillen B und A nacheinander in den Zeiten Bt und At die Signalebene 21 und bewirken dort die Regelung gemäß der Aufsteigekurve 40. Keiner der Istfüllstände 20 ist nennenswert zurückgeblieben. Der Istfüllstand A20 erreicht die untere Signalebene 21 noch bevor der Istfüllstand C20 zur oberen Signalebene 22 aufgeschlossen hat, so daß der Startbefehl für den Abzugsantrieb 13 vom Istfüllstand A20 ausgeht.
- Anders beim Beispiel nach Fig. 3, wo der Istfüllstand A20 -an der oberen Signalebene 22 angekommen ist und der Istfüllstand B 20 die untere Signalebene 21 überschritten hat, aber unterhalb welcher der Istfüllstand C20 hinterherhinkt. Bei dieser Konstellation der Istfüllstände wird der Abzugsantrieb 13-an der oberen Signalebene 22 vom Istfüllstand A20 gestartet und gleichzeitig der Ausgußverschluß 4 des nicht über die untere Signalebene 21 angestiegenen Istfüllstandes C20 geschlossen.
-
- 1 Gießpfanne
- 2 Ausgußverschluß
- 3 Zwischengefäß
- 4 Ausgußverschlüsse
- 5 Gießrohre
- 6 Stellglieder
- 7 Stellungsmesser
- 8 Sollfüllstand
- 9 Meßstrecke
- 10 Sender } Füllstandsmeßeinrichtung 11 Empfänger
- 12 Treibrollen
- 13 Abzugsantrieb
- 14 Antriebsregler } Strangabzugsaggregat
- 15 Abzugsgeschwindigkeitsmesser
- 16 Prozessor
- 17 Steuerrechner
- 18 Kaltstränge
- 19 Kaltstrangköpfe
- 20 Istfüllstand
- 21 untere Signalebene
- 22 obere Signalebene
- 40 Aufsteigekurve
- A Stranggießkokille
- B Stranggießkokille
- C Stranggießkokille
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