EP1337366A2 - Method and device for controlling the temperature of steel from the surface of the bath of a continuous casting installation up to the furnace tap - Google Patents
Method and device for controlling the temperature of steel from the surface of the bath of a continuous casting installation up to the furnace tapInfo
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- EP1337366A2 EP1337366A2 EP01992623A EP01992623A EP1337366A2 EP 1337366 A2 EP1337366 A2 EP 1337366A2 EP 01992623 A EP01992623 A EP 01992623A EP 01992623 A EP01992623 A EP 01992623A EP 1337366 A2 EP1337366 A2 EP 1337366A2
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- B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
Definitions
- the invention relates to a method and a device for controlling the steel temperature from the casting level of a continuous casting mold over the area of the entire secondary metallurgy with a process stage determining the final temperature, such as a ladle furnace, up to the tapping of a steelmaking process.
- the steel temperature in the mold level is of essential importance with regard to the steel quality (surface and interior quality) and the casting reliability.
- the invention has for its object to provide a method and an apparatus which make it possible, independently of these numerous influencing variables, to plan and control the temperature travel of a melt between the steel temperature in the mold level and the furnace tapping and "online".
- Figure 1 shows the process and production chain between furnace tapping and casting level in the continuous casting mold
- Figure 2 shows the temperature travel or the temperature underflow of the steel over the process time for the process chain, starting from the mold level in the mold over the ladle furnace to the furnace racking;
- Figure 3 in two partial images 3a and 3b, for example, a melt planning.
- the distributor (3) and the pan (4.3) can be regarded as a heat exchanger, the specific heat data of which is determined by the type, age and state of wear of the lining.
- the desired steel temperature TML Tu + X ° C (2.1) is assumed and the desired steel temperature in the distributor (3.1) is determined for a planned casting speed and a planned casting format.
- the distributor temperature (3.1) is set accordingly by knowing the temperature loss (4.1 .1) between the ladle furnace and the distributor.
- a melt planning is shown in Figure 3, starting from the temperature of the steel in the mold level (2.1), expressed as the equivalent liquid temperature in the distributor T 0 M (3.1.) With auxiliary temperatures + 5, 10, 15, 20 ° C (3.1.1 ), depending on the casting speed (6) - Part 3a - up to the delivery temperature z.
- the delivery temperature of the steel at the ladle furnace is determined by the ladle history (7) with its two main areas of influence
- FIG. 4 shows a suitable pan detection system (8) on the basis of coded intrinsic radiation of the pan wall on a radiation sensor (receiver) (8.1 .2) by means of a perforated plate (8.1.1).
- pan history (7) is therefore composed
- the pan goes through various treatments such as cleaning (7.2.1), preparing the slide for the next use (7.2.2).
- the pan can also be removed from the pan cycle in order to be heated at a heating stand (7.5) when there are long periods of idleness, or to be reloaded at a pan wall stand (7.6).
- the pan cycle (7.4) is used to determine the pan history (7) relevant locations, the pan detection system (8), preferably by means of a coded pan radiation (8.1), which is based on the radiation of the pan installed.
- the movement and the differentiated time sequences in the areas “pan full” (7.1) "pan empty” (7.2) can be recorded and then "online” the temperature losses (4.1.1) between the LF and the distributor on the basis to place this data acquisition in a functional context.
- FIG. 2 shows the temperature travel of a melt from the electric furnace (5.2) or BOF (5.1) via the ladle furnace, LF-ex (4.1) to the casting level (2) in the mold (1).
- the planned steel temperature in the mold level (2.1) gives the basis for temperature planning in the manifold and on the ladle furnace LF-ex (4.1).
- the jump in temperature from the casting level in the distributor (9) or the temperature loss of the steel from the distribution level in the casting level is essentially determined by the casting speed (6) and casting performance, i. H. the solidification thickness and casting width.
- the jump in temperature from the distributor to the ladle furnace (4.1.1), on the other hand, is essentially determined by the history of the ladle (7) and the history of the distributor (3.2).
- Figure 3 is divided into sub-images a and b.
- the picture shows how the temperature losses depend on the dwell time of the steel in the pan (7.1) and the distribution preheating temperature (3.2.1) both for the first pan of a sequence and for subsequent pans. These temperature losses also depend on the remaining pan history (7) and can be determined “online” using the described method.
- FIG. 4 shows the pan detection system (8) on the basis of coded intrinsic radiation (8.1) with the aid of a perforated plate (8.1.1), which is generated by one or more radiation sensors (8.1) which are located at strategic points in the pan cycle (7.4 ) are placed, is detected.
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Abstract
The invention relates to a method, which is used in the area of secondary metallurgy (4) in its entirety with a final temperature-determining process step (4.1) such as a ladle furnace, for controlling the temperature of steel from the surface of the bath of a continuous casting ingot mold (1) up to the furnace tap (5) of a steel producing process. According to the invention, the temperature of the steel in the surface of the bath is controlled based on the equation TML = TLI + X °C (X = 5 - 15 °C) and while respecting the same such that a jump in temperature (9) between the surface of the bath in the ingot mold (1) and a distributor (3) is detected according to the pouring rate (6) for a predetermined billet size. In addition, the ladle history (7) with regard to the time intervals, such as ladle full , ladle empty and ladle state, such as ladle bricking up and ladle age is detected as well as a jump in the temperature of steel between the distributor (3) and the last ladle furnace temperature (LF-ex).
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Kontrolle der Stahltemperatur vom Gießspiegel einer Stranggießanlage bis zum OfenabstichMethod and device for checking the steel temperature from the casting level of a continuous caster to the tapping of the furnace
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kontrolle der Stahltemperatur vom Gießspiegel einer Stranggießkokille über den Bereich der gesamten Sekundärmetallurgie mit einer endtemperaturbestimmenden Pro- zesstufe wie einen Pfannenofen bis zum Ofenabstich eines Stahlerzeugungsprozesses.The invention relates to a method and a device for controlling the steel temperature from the casting level of a continuous casting mold over the area of the entire secondary metallurgy with a process stage determining the final temperature, such as a ladle furnace, up to the tapping of a steelmaking process.
Für das erfolgreiche Gießen von Strängen in jeder Art von Stranggießmaschinen mit und ohne Oszillation und vorzugsweise für Stahl ist die Stahltemperatur im Gießspiegel von wesentlicher Bedeutung hinsichtlich der Stahlqualität (Oberfläche- und Innenqualität) und der Gießsicherheit.For the successful casting of strands in any type of continuous casting machine with and without oscillation and preferably for steel, the steel temperature in the mold level is of essential importance with regard to the steel quality (surface and interior quality) and the casting reliability.
Die Kontrolle der Stahltemperatur im Gießspiegel einer Stranggießkokille ist von besonderer Bedeutung, wenn die Gießgeschwindigkeiten bis auf 10 und 12 m/min angehoben werden. Daneben existieren aber noch viele andere für das gewünschte Stranggießergebnis wichtige Einflußgrößen, auf die noch eingegangen werden wird.Checking the steel temperature in the mold level of a continuous casting mold is of particular importance if the casting speeds are raised to 10 and 12 m / min. In addition, there are many other factors that are important for the desired continuous casting result and will be discussed below.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglichen, unabhängig von diesen zahlreichen Einflußgrößen die Temperaturreise einer Schmelze zwischen der Stahltemperatur im Gießspiegel und dem Ofenabstich planen und "online" kontrollieren zu können.The invention has for its object to provide a method and an apparatus which make it possible, independently of these numerous influencing variables, to plan and control the temperature travel of a melt between the steel temperature in the mold level and the furnace tapping and "online".
Eine unerwartete Lösung, die außerhalb des normalen technischen Verständ- nisses liegt, ist in den Patentansprüchen beschrieben.
Die Figuren 1 bis 4 stellen die Erfindung beispielhaft und sehr schematisch dar. Es zeigen:An unexpected solution that lies outside of normal technical understanding is described in the patent claims. Figures 1 to 4 illustrate the invention by way of example and very schematically.
Figur 1 die Verfahrens- und Produktionskette zwischen Ofenabstich und Gießspiegel in der Stranggießkokille;Figure 1 shows the process and production chain between furnace tapping and casting level in the continuous casting mold;
Figur 2 die Temperaturreise bzw. den Temperatunterlauf des Stahles über die Verfahrenszeit für die Verfahrenskette, ausgehend vom Gießspiegel in der Kokille über den Pfannenofen bis zum Ofenabstich; undFigure 2 shows the temperature travel or the temperature underflow of the steel over the process time for the process chain, starting from the mold level in the mold over the ladle furnace to the furnace racking; and
Figur 3 in zwei Teilbildern 3a und 3b beispielsweise eine Schmelzenplanung.Figure 3 in two partial images 3a and 3b, for example, a melt planning.
Es wird hier zugrundegelegt, wie in Figur 1 verdeutlicht, dass abhängig vonIt is taken as a basis here, as illustrated in FIG. 1, that depending on
* der Gießgeschwindigkeit* the casting speed
* der Gießbreite * the casting width
* der Gießdicke * the casting thickness
* dem Gießformat (rund, Profil etc.) * the casting format (round, profile etc.)
* der Gießleistung * dem Verteilerdesign * the casting performance * the distributor design
* dem Verteilerfüllgrad * the fill level of the distributor
* der Verteilerausmauerung * the distributor lining
* der Verteilertechnologie * distribution technology
* dem Pfannenzustand * the pan condition
sowohl für das Gießen mitboth for casting with
* offenem Gießstahl und Ölschmierung oder mit * open cast steel and oil lubrication or with
* Tauchausguß/Tauchrohr und Gießpulver
die Temperatur des Stahles im Gießspiegel (2) der Kokille (1) kontrolliert und konstant sein muß. Diese Stahltemperatur (2.1) im Gießspiegel der Kokille (2) an einem zur Kokillenform definierten und symmetrischen Punkt muß in jeder Gießsituation * Immersion spout / immersion tube and casting powder the temperature of the steel in the mold level (2) of the mold (1) is controlled and constant. This steel temperature (2.1) in the mold level of the mold (2) at a point defined and symmetrical to the mold shape must be in every casting situation
TML = Tii + X°C (X = 5 - 15°C), Tii = f (Stahlgüte) (2.1)T ML = Tii + X ° C (X = 5 - 15 ° C), Tii = f (steel grade) (2.1)
betragen.be.
Weiterhin ist an dieser Stelle zu erwähnen, dass diese Bedingung einer kontrol- lierten Gießspiegeltemperatur (2.1) bei jeder Stahlgüte zur Anwendung gebracht werden kann.It should also be mentioned at this point that this condition of a controlled mold level temperature (2.1) can be applied to any steel grade.
Zur Gewährleistung der Gießbedingung (2.1) unabhängig von den möglichen Gießsituationen wird eine genaue Kenntnis von den Temperaturverlusten des Stahles, ausgehend vom Gießspiegel (2) in Richtung Verteiler (3), Sekundärmetallurgie (4) mit dem Pfannenofen (4.1) und beispielsweise einer Vakuumbehandlungsstation (4.2) bis hin zum Ofenabstich (5), beispielsweise aus einem BOF (Konverter) (5.1) oder einem E-Ofen (5.2), genommen.To ensure the casting condition (2.1) regardless of the possible casting situations, precise knowledge of the temperature losses of the steel, starting from the casting level (2) in the direction of the distributor (3), secondary metallurgy (4) with the ladle furnace (4.1) and, for example, a vacuum treatment station ( 4.2) up to the furnace tapping (5), for example from a BOF (converter) (5.1) or an electric furnace (5.2).
Diese Temperaturverluste des Stahles in dieser Verfahrens- und Produktionskette werden sehr stark von den Zeiten und Temperaturen des Stahles sowie der Gefäße mit ihren feuerfesten Ausmauerungen in Art und Zustand (Standzeit, Verschleiß, spezifischer Wärmedurchgang etc.) beeinflußt.These temperature losses of the steel in this process and production chain are very strongly influenced by the times and temperatures of the steel and the vessels with their refractory lining in terms of type and condition (service life, wear, specific heat transfer, etc.).
So können z. B. der Verteiler (3) und die Pfanne (4.3) als ein Wärmetauscher betrachtet werden, dessen spezifische Wärmedaten von der Art, vom Alter bzw. dem Verschleißzustand der Ausmauerung bestimmt werden.So z. B. the distributor (3) and the pan (4.3) can be regarded as a heat exchanger, the specific heat data of which is determined by the type, age and state of wear of the lining.
Weiterhin wird berücksichtigt, dass für das Angießen, einer nicht stationären Prozessphase, die sich noch nicht im thermischen Fließgleichgewicht befindet, der Wärmeeinhalt des leeren Verteilers (3) und der Pfanne (4.3), gekennzeich-
net durch die Aufheizzeit, Aufheiztemperatur und die Pfannengeschichte (7), einen wesentlichen Einfluß auf die Temperaturverluste des Stahles während seiner Verweilzeit in der Pfanne, beim Übergang zwischen Pfanne und Verteiler und im Verteiler selber nehmen.Furthermore, it is taken into account that for the pouring, a non-stationary process phase that is not yet in thermal flow equilibrium, the heat content of the empty manifold (3) and the pan (4.3) is marked. net by the heating-up time, heating-up temperature and the history of the pan (7), have a significant influence on the temperature losses of the steel during its time in the pan, at the transition between pan and distributor and in the distributor itself.
Im Falle einer zweiten bis n. Pfanne innerhalb einer Gießsequenz befindet sich der Verteiler in einem thermischen Gleichgewicht mit einem konstanten Wärmeverlust, wogegen die Pfanne als "Individuum" weiterhin zu unterschiedlichen Wärmeverlusten führt.In the case of a second to nth pan within a casting sequence, the distributor is in a thermal equilibrium with a constant heat loss, whereas the pan as an "individual" continues to lead to different heat losses.
Bisher wurden diese Temperaturverluste zwischen Ofenabstich (5), der Sekundärmetallurgie (4) mit dem Pfannenofen (4.1 ) als Nahtstelle zum Verteiler (3) im Bereich der Stranggießmaschine (1 .1 ) mit Hilfe von betrieblichen Erfahrungen abgeschätzt und qualitativ im Prozess berücksichtigt.So far, these temperature losses between furnace tapping (5), secondary metallurgy (4) with the ladle furnace (4.1) as the interface to the distributor (3) in the area of the continuous casting machine (1 .1) have been estimated with the help of operational experience and taken into account qualitatively in the process.
Zum kontrollierten Gießen wird deshalb von der gewünschten Stahltemperatur TML = Tu + X°C (2.1 ) ausgegangen und die gewünschte Stahltemperatur im Verteiler (3.1 ) für eine geplante Gießgeschwindigkeit und ein geplantes Gießformat bestimmt. Die Verteilertemperatur (3.1 ) wird durch die Kenntnis des Temperaturverlustes (4.1 .1 ) zwischen Pfannenofen und Verteiler entsprechend eingestellt. Eine Schmelzenplanung wird in Figur 3, ausgehend von der Temperatur des Stahles im Gießspiegel (2.1), ausgedrückt als äquivalente Liquidu- stemperatur im Verteiler T0M (3.1.) mit Hilfstemperaturen + 5, 10, 15, 20°C (3.1.1), in Abhängigkeit von der Gießgeschwindigkeit (6) - Teilbild 3a - bis zur Abgabetemperatur z. B. am Pfannenofen, LF-ex (4.1 ) im Bereich der Sekun- därmetallurgie (4) dargestellt. Die Abgabetemperatur des Stahls am Pfannenofen bestimmt sich durch die Pfannengeschichte (7) mit ihren beiden wesentlichen EinflußbereichenFor controlled casting, the desired steel temperature TML = Tu + X ° C (2.1) is assumed and the desired steel temperature in the distributor (3.1) is determined for a planned casting speed and a planned casting format. The distributor temperature (3.1) is set accordingly by knowing the temperature loss (4.1 .1) between the ladle furnace and the distributor. A melt planning is shown in Figure 3, starting from the temperature of the steel in the mold level (2.1), expressed as the equivalent liquid temperature in the distributor T 0 M (3.1.) With auxiliary temperatures + 5, 10, 15, 20 ° C (3.1.1 ), depending on the casting speed (6) - Part 3a - up to the delivery temperature z. B. on the ladle furnace, LF-ex (4.1) in the area of secondary metallurgy (4). The delivery temperature of the steel at the ladle furnace is determined by the ladle history (7) with its two main areas of influence
* Verweilzeit des Stahles in der Pfanne (7.1) vom Ofenabstich bis zur Ab- gäbe Pfannenofen bis zum Gießbeginn, "Pfanne voll", und
* Zeitraum Pfanne ohne Stahl (7.2) oder "Pfanne leer"* Dwell time of the steel in the pan (7.1) from tapping the furnace to delivering the furnace to the start of casting, "pan full", and * Period pan without steel (7.2) or "pan empty"
sowie durch die Verteilergeschichte (3.2) mit ihren wesentlichen Einflußgrößenas well as the history of distributors (3.2) with their main influencing factors
* Verteilervorheiztemperatur (3.2.1) * Verteilervorheizzeit (3.2.2)* Manifold preheating temperature (3.2.1) * manifold preheating time (3.2.2)
* Verteilerumlaufzeit (3.2.3) mit ihren spezifischen Vorbereitungen. * Distribution period (3.2.3) with its specific preparations.
Die Figur 4 stellt ein geeignetes Pfannenerkennungssystem (8) auf der Basis von kodierter Eigenstrahlung der Pfannenwand auf einen Strahlungssensor (Empfänger) (8.1 .2) mittels eines gelochten Bleches (8.1.1 ) dar.FIG. 4 shows a suitable pan detection system (8) on the basis of coded intrinsic radiation of the pan wall on a radiation sensor (receiver) (8.1 .2) by means of a perforated plate (8.1.1).
In Figur 1 wird die gesamte Verfahrens- und Produktionskette zwischen dem Ofenabstich (5) und der Stranggießkokille (1 ) dargestellt. Um nun die Temperatur der Schmelze, ausgehend von der gewünschten Stahltemperatur im Gieß- spiegel (2.1 ), zunächst für den Verteiler und dann für den Pfannenofen, LF-ex planen und "online" kontrollieren zu können, müssenIn Figure 1, the entire process and production chain between the furnace tapping (5) and the continuous casting mold (1) is shown. In order to be able to plan the LF-ex and check it "online" based on the desired steel temperature in the pouring mirror (2.1), first for the distributor and then for the ladle furnace
* die Gießparameter und hier * the casting parameters and here
* die Abhängigkeit der Stahltemperatur im Verteiler von der Gießgeschwin- digkeit (6), beschrieben im TT/VC-System (10), (siehe Figur 2), bei gegebener Gießleistung bzw. Verweilzeit des Stahles im Verteiler, * the dependency of the steel temperature in the distributor on the casting speed (6), described in the TT / VC system (10), (see FIG. 2), for a given casting performance or dwell time of the steel in the distributor,
* die Verteilergeschichte (3.2) mit der Vorheiztemperatur (3.2.1) und der Vorheizzeit (3.2.2) sowie der Verteilerumlaufzeit (3.2.3) mit der möglichen Vorbereitung wie Neuzustellung, Spritzmassen, Trocknungszeit etc. und * die Pfannengeschichte (7), bestehend aus der Verweilzeit der Pfanne mit Stahl (7.1) und der restlichen Pfannenzeit (7.2), bei der kein Stahl in der Pfanne ist, und dem Pfannenzustand (7.3), der bestimmt wird von " Alter der Pfannenausmauerung (Verschleiß) ' Art der Pfannenausmauerung * the history of the manifold (3.2) with the preheating temperature (3.2.1) and the preheating time (3.2.2) as well as the manifold circulation time (3.2.3) with the possible preparation such as new delivery, molding compounds, drying time etc. and * the pan history (7), consisting of the dwell time of the ladle with steel (7.1) and the remaining ladle time (7.2), in which there is no steel in the ladle, and the condition of the ladle (7.3), which is determined by " age of the ladle lining (wear) " type of ladle lining
bekannt sein.
Die Pfannengeschichte (7) setzt sich demnach zusammen ausbe known. The pan history (7) is therefore composed
* der Zeit "Pfanne voll" bzw. Abstichbeginn bis Abgabe Pfannenofen mit max. Zeit bis zum Gießbeginn von beispielsweise max. 25 min (7.1) * der Zeit "Pfanne leer" (7.2)* the time "pan full" or tapping start until delivery of the pan oven with max. Time until the start of casting, for example max. 25 min (7.1) * of the time "pan empty" (7.2)
* dem Pfannenzustand (7.3) * pan condition (7.3)
wobei die Zeitenbeing the times
* "Pfanne voll" (7.1) und "Pfanne leer" (7.2) * "Pan full" (7.1) and "Pan empty" (7.2)
die normale Pfannenzykluszeit (7.4) ausmachen.make up the normal pan cycle time (7.4).
Während der Zeit "Pfanne leer" (7.2) durchläuft die Pfanne unterschiedliche Behandlungen wie Reinigen (7.2.1 ), Schieber für den nächsten Einsatz (7.2.2) vorbereiten. Außerdem kann die Pfanne auch aus dem Pfannenzyklus herausgenommen werden, um bei langen Leerzeiten an einem Heizstand (7.5) beheizt zu werden oder auch an einem Pfannenmauerungsstand (7.6) neu zugestellt zu werden.During the "pan empty" (7.2) period, the pan goes through various treatments such as cleaning (7.2.1), preparing the slide for the next use (7.2.2). In addition, the pan can also be removed from the pan cycle in order to be heated at a heating stand (7.5) when there are long periods of idleness, or to be reloaded at a pan wall stand (7.6).
Um die zahlreichen Einflußgrößen, die auf die Pfanne wirken und damit Einfluß auf den Temperaturverlust (4.1.1) letztlich zwischen dem Pfannenofen und dem Verteiler nehmen, zu erfassen, wird im Pfannenzyklus (7.4) an für die Bestim- mung der Pfannengeschichte (7) relevanten Orten das Pfannenerkennungssystem (8), vorzugsweise mittels einer kodierten Pfannenstrahlung (8.1), das auf der Eigenstrahlung der Pfanne basiert, installiert. Mit einem solchen Meßsystem können die Bewegung und die differenzierten Zeitfolgen in den Bereichen "Pfanne voll" (7.1) "Pfanne leer" (7.2) aufgenommen werden, um dann "online" die Temperaturverluste (4.1.1) zwischen LF und Verteiler auf der Basis dieser Datenerfassung in funktionale Zusammenhänge zu stellen.
Ein ähnliches Vorgehen wie bei der Pfanne ist im Bereich der Verteilerwirtschaft (3.2) mit besonderem Augenmerk für den Angießvorgang einer Gießsequenz, bestehend aus mehreren Pfannen, angebracht. Hier ist der Temperaturverlust (4.1.1) zwischen LF (4.1) und Verteiler (3) nochmals überlagert von der Vertei- lergeschichte (3.2) bestehend ausIn order to determine the numerous influencing variables that affect the pan and thus ultimately influence the temperature loss (4.1.1) between the pan furnace and the distributor, the pan cycle (7.4) is used to determine the pan history (7) relevant locations, the pan detection system (8), preferably by means of a coded pan radiation (8.1), which is based on the radiation of the pan installed. With such a measuring system, the movement and the differentiated time sequences in the areas "pan full" (7.1) "pan empty" (7.2) can be recorded and then "online" the temperature losses (4.1.1) between the LF and the distributor on the basis to place this data acquisition in a functional context. A similar procedure as for the ladle is appropriate in the area of distribution management (3.2), with particular attention to the pouring process of a casting sequence consisting of several ladles. Here the temperature loss (4.1.1) between LF (4.1) and distributor (3) is again superimposed by the distributor history (3.2) consisting of
* Verteilervorheiztemperatur (3.2.1)* Manifold preheating temperature (3.2.1)
* Verteilervorheizzeit (3.2.2) und Verteilerumlaufzeit (3.2.3) * Verteilertrockenzeit und Temperatur (3.2.4) * Manifold preheating time (3.2.2) and manifold circulation time (3.2.3) * manifold drying time and temperature (3.2.4)
* Verteilerausmauerung (3.2.5). * Distribution brick lining (3.2.5).
In Figur 2 ist die Temperaturreise einer Schmelze vom E-Ofen (5.2) oder BOF (5.1) über den Pfannenofen, LF-ex (4.1) bis in den Gießspiegel (2) in der Kokille (1) dargestellt. Die geplante Stahltemperatur im Gießspiegel (2.1) gibt die Basis für die Temperaturplanung im Verteiler und am Pfannenofen LF-ex (4.1) an.FIG. 2 shows the temperature travel of a melt from the electric furnace (5.2) or BOF (5.1) via the ladle furnace, LF-ex (4.1) to the casting level (2) in the mold (1). The planned steel temperature in the mold level (2.1) gives the basis for temperature planning in the manifold and on the ladle furnace LF-ex (4.1).
Der Temperatursprung vom Gießspiegel in den Verteiler (9) bzw. Temperaturverlust des Stahles vom Verteiler in den Gießspiegel wird im wesentlichen von der Gießgeschwindigkeit (6) und Gießleistung, d. h. der Erstarrungsdicke und Gießbreite, bestimmt.The jump in temperature from the casting level in the distributor (9) or the temperature loss of the steel from the distribution level in the casting level is essentially determined by the casting speed (6) and casting performance, i. H. the solidification thickness and casting width.
Der Temperatursprung vom Verteiler zum Pfannenofen (4.1.1) wird dagegen im wesentlichen von der Pfannengeschichte (7) und Verteilergeschichte (3.2) be- stimmt.The jump in temperature from the distributor to the ladle furnace (4.1.1), on the other hand, is essentially determined by the history of the ladle (7) and the history of the distributor (3.2).
Die Figur 3 teilt sich in die Teilbilder a und b auf. Im Teilbild a ist die Verteilertemperatur (3.1) TT über die Gießgeschwindigkeit (6), VC für die äquivalente Liquidus-Temperatur des Stahles (3.1.1) im Verteiler, T°IJ, mit den Hilfstempe- raturen (3.1.1.1'), T°n + 5, 10, 15, 20°C, dargestellt.
Ist eine Gießgeschwindigkeit von beispielsweise 5 m/min geplant, so ergibt sich eine Verteilertemperatur (10) von 1560°C, die für eine Stahlgüte mit Tu = 1530°C als ideale Stahltemperatur (10.1)Figure 3 is divided into sub-images a and b. In drawing a, the distributor temperature (3.1) TT over the casting speed (6), VC for the equivalent liquidus temperature of the steel (3.1.1) in the distributor, T ° IJ, with the auxiliary temperatures (3.1.1.1 '), T ° n + 5, 10, 15, 20 ° C shown. If a casting speed of, for example, 5 m / min is planned, the distribution temperature (10) is 1560 ° C, which is the ideal steel temperature (10.1) for a steel grade with Tu = 1530 ° C
TT = Tu + 10°C (VC = 5 m/min)TT = Tu + 10 ° C (VC = 5 m / min)
im Verteiler anzusehen ist.can be seen in the distributor.
Um die ideale Temperatur (10.1) von beispielsweise 1560°C zu treffen, wird der Temperatursprung (4.1.1) des Stahles zwischen Verteiler und Pfannenofen, LF- ex (4.1) bestimmt, wie im Teilbild b gezeigt.In order to reach the ideal temperature (10.1) of, for example, 1560 ° C, the temperature jump (4.1.1) of the steel between the distributor and the ladle furnace, LF-ex (4.1), is determined, as shown in drawing b.
Hier ist der Temperaturverlust (4.1.1) über die zeitliche Einflußgröße, Stahl in der Pfanne (7.1) für das Angießen, im Falle einerHere is the temperature loss (4.1.1) over the time factor, steel in the pan (7.1) for casting, in the case of a
* Verteilervorheizung von 1100°C (3.2.1.1) und Verteilervorheizung von 1200°C (3.2.1.2)* Distribution preheating of 1100 ° C (3.2.1.1) and distribution preheating of 1200 ° C (3.2.1.2)
sowie für eine 2. und n. Pfanne (3.2.1.3) einer Sequenz dargestellt.and for a second and nth pan (3.2.1.3) of a sequence.
Das Bild macht deutlich, wie sich die Temperaturverluste in Abhängigkeit von der Verweilzeit des Stahles in der Pfanne (7.1) und der Verteilervorheiztemperatur (3.2.1) sowohl für die erste Pfanne einer Sequenz als auch für Folgepfannen darstellen. Diese Temperaturverluste hängen außerdem von der restlichen Pfannengeschichte (7) ab und können mit dem beschriebenen Verfahren "on- line" bestimmt werden.The picture shows how the temperature losses depend on the dwell time of the steel in the pan (7.1) and the distribution preheating temperature (3.2.1) both for the first pan of a sequence and for subsequent pans. These temperature losses also depend on the remaining pan history (7) and can be determined “online” using the described method.
Die Figur 4 zeigt das Pfannenerkennungssystem (8) auf der Basis von kodierter Eigenstrahlung (8.1) mit Hilfe eines Loch-Bleches (8.1.1), die von einem oder mehreren Strahlungssensoren (8.1), die an strategischen Punkten im Pfannen- zyklus (7.4) plaziert sind, erfaßt wird.
Diese beschreibenden verfahrensgemäßen und vorrichtungstechnischen Merkmale führen zu einem kontrollierten Gießen, das sich auszeichnet durch dieFIG. 4 shows the pan detection system (8) on the basis of coded intrinsic radiation (8.1) with the aid of a perforated plate (8.1.1), which is generated by one or more radiation sensors (8.1) which are located at strategic points in the pan cycle (7.4 ) are placed, is detected. These descriptive procedural and device-technical features lead to a controlled casting, which is characterized by the
* gute und maximierte Produktqualität * hohe Gießsicherheit bei * good and maximized product quality * high casting reliability
* hohen Gießgeschwindigkeiten und dadurch * high casting speeds and thereby
* hoher Produktivität.
* high productivity.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Stranqqießkokille 1.1 Stranggießmaschine 1.2 Meßmittel1 continuous casting mold 1.1 continuous casting machine 1.2 measuring equipment
2 Gießspieqel in der Kokille2 pouring mirrors in the mold
2.1 Geplantes Temperaturfenster des Stahles im Gießspiegel, TM = Tu + x°C (x = 5 - 15°C)2.1 Planned temperature window of the steel in the mold level, T M = Tu + x ° C (x = 5 - 15 ° C)
3 Verteiler3 distributors
3.1 Stahltemperatur im Verteiler, TT3.1 Steel temperature in the manifold, TT
3.1.1 Äquivalente Liquidustemperatur im Verteiler, T° 3.1.1.1 Hilfstemperaturen T°n + 5, 10, 15, 20°C3.1.1 Equivalent liquidus temperature in the distributor, T ° 3.1.1.1 Auxiliary temperatures T ° n + 5, 10, 15, 20 ° C
3.2 Verteilergeschichte, Verteilerwirtschaft3.2 Distribution history, distribution economy
3.2.1 Verteilervorheiztemperatur3.2.1 Distributor preheating temperature
3.2.1.1 Verteilervorheiztemperatur 1100°C3.2.1.1 Distributor preheating temperature 1100 ° C
3.2.1.2 Verteilervorheiztemperatur 1200°C 3.2.1.3 2. bis n. Pfanne einer Sequenz3.2.1.2 Distributor preheating temperature 1200 ° C 3.2.1.3 2nd to nth pan of a sequence
3.2.2 Verteilervorheizzeit 3.2.2.1 Verteilervorheizstand3.2.2 Distributor preheating time 3.2.2.1 Distributor preheating position
3.2.3 Verteilerumlaufzeit3.2.3 Distribution period
3.2.4 Verteilertrockenzeit und Temperatur 3.2.5 Verteilerausmauerung3.2.4 Manifold drying time and temperature 3.2.5 Manifold lining
3.2.6 Verteilerzustellung3.2.6 Distribution delivery
3. n Meßmittel3. n measuring equipment
4 Sekundärmetallurαie 4.1 Endtemperaturbestimmende Prozesstufe wie beispielsweise ein Pfannenofen, LF-ex
4.1.1 Temperatuπterlust bzw. Sprung zwischen Pfannenofen und Verteiler4 secondary metallurgy 4.1 final temperature determining process stage such as a ladle furnace, LF-ex 4.1.1 Temperatuπterlust or jump between ladle furnace and distributor
4.2 Vakuumbehandlungsstand4.2 Vacuum treatment stand
4.3 Pfanne4.3 pan
4.4 Rechner4.4 calculator
5 Ofenabstich in Pfanne5 oven racking in pan
5.1 Konverter, BOF5.1 converter, BOF
5.1.1 Sauerstofflanze5.1.1 Oxygen lance
5.2 E-Ofen5.2 Electric oven
6 Gießqeschwindiqkeit VC in m/min6 casting speed VC in m / min
7 Pfannenqeschichte7 pan history
7.1 Verweilzeit des Stahles in der Pfanne vom Ofenabstich bis zur Abgabe Pfannenofen (LF-ex) bzw. bis zum "Öffnen" der Pfanne (Gießbeginn), "Pfanne voll"7.1 Dwell time of the steel in the pan from the tapping to the delivery of the pan furnace (LF-ex) or until the pan "opens" (start of pouring), "pan full"
7.2 Zeitraum Pfanne ohne Stahl, "Pfanne leer"7.2 Period pan without steel, "pan empty"
7.2.1 Reinigen der Pfanne, Boden, Spülsteine, Schieber7.2.1 Cleaning the pan, bottom, sink blocks, slider
7.2.2 Vorbereiten des Schiebers, Kontrolle, Setzen des Schiebersandes etc.7.2.2 Preparing the slide, checking, setting the slide sand etc.
7.3 Pfannenzustand, Alter und Art der Ausmauerung 7.4 Pfannenzykluszeit7.3 Pan condition, age and type of lining 7.4 Pan cycle time
7.4.1 Pfannenzyklus, Pfannenumlauf7.4.1 Pan cycle, pan circulation
7.5 Pfannenheizstand7.5 Pan heating stand
7.6 Pfannenmauerungsstand, Neuzustellung7.6 Pan wall status, new delivery
8 Pfannenerkennunqssvstem8 pan detection system
8.1 Individuelle Pfanne mit kodiertem Strahlungssystem, basierend auf Eigenstrahlung des Pfannenkörpers, Individuum-Pfanne8.1 Individual pan with coded radiation system, based on the radiation of the pan body, individual pan
8.1.1 Kodiertes Blech8.1.1 Coded sheet
8.1.2 Strahlungssensor8.1.2 Radiation sensor
Temperatursprunq
Stahl im Gießspiegel/Stahl im Verteiler oder Temperaturverlust desTemperatursprunq Steel in the casting mirror / steel in the distributor or temperature loss of the
Stahles zwischen Verteiler und Gießspiegel, Funktion von Gießgeschwindigkeit (VC) (6), Verteilerdesign etc.Steel between distributor and mold level, function of casting speed (VC) (6), distributor design etc.
10. Verteilertemperatur, TT in °C 10.1 Ideale Zieltemperatur TT-ideal = T°π (3.1.1) + 10°C10. Distribution temperature, TT in ° C 10.1 Ideal target temperature TT ideal = T ° π (3.1.1) + 10 ° C
10.1.1 Ideale Zieltemperatur TT-ideal = T°n (3.1.1) + 10°C für VC = 5 m/min 10.2 Reales Temperaturfenster TT-real = T°π (3.1.1 ) + 10°C +/-5°C 10.2.1 Reales Temperaturfenster TT-real = T°π (3.1.1 ) + 10°C +/-5°C für VC = m/min10.1.1 Ideal target temperature TT-ideal = T ° n (3.1.1) + 10 ° C for VC = 5 m / min 10.2 Real temperature window TT-real = T ° π (3.1.1) + 10 ° C +/- 5 ° C 10.2.1 Real temperature window TT-real = T ° π (3.1.1) + 10 ° C +/- 5 ° C for VC = m / min
11 Walzwerk
11 rolling mill
Claims
1. Verfahren zur Kontrolle der Stahltemperatur vom Gießspiegel einer Stranggießkokille (1) über den Bereich der gesamten Sekundärmetallurgie (4) mit einer endtemperaturbestimmenden Prozesstufe (4.1) wie einen Pfannenofen bis zum Ofenabstich (5) eines Stahlerzeugungsprozesses, dadurch gekennzeichnet,1. A method for checking the steel temperature from the casting level of a continuous casting mold (1) over the area of the entire secondary metallurgy (4) with a process stage (4.1) determining the final temperature, such as a ladle furnace up to the tapping (5) of a steel production process, characterized in that
" dass die Stahltemperatur im Gießspiegel von TML = Tu + X°C (X = 5 - 15°C) kontrolliert und unter Berücksichtigung davon eingehalten wird, dass ein Temperatursprung (9) zwischen dem Gießspiegel in der Kokille (1) und einem Verteiler (3) in Abhängigkeit von der Gießgeschwin- digkeit (6) für ein vorgegebenes Strangformat,"that the steel temperature in the mold level is controlled by T M L = Tu + X ° C (X = 5 - 15 ° C) and that a temperature jump (9) between the mold level in the mold (1) and one is observed Distributor (3) depending on the casting speed (6) for a given strand format,
" die Pfannengeschichte (7) bezüglich der Zeitabschnitte, wie "Pfanne voll", "Pfanne leer", und Pfannenzustand, wie Pfannenausmauerung, Pfannenalter, sowie auch ein Stahltemperatursprung zwischen dem Verteiler (3), und der letzten Pfannenofentemperatur (LF-ex) erfaßt werden."the pan history (7) with respect to the time periods, such as" pan full "," pan empty ", and pan condition, such as pan lining, pan age, as well as a steel temperature jump between the distributor (3), and the last pan oven temperature (LF-ex) recorded become.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Pfannengeschichte (7) über ein individuelles Pfannenerken- nungssystem (8), das im Pfannenzyklus installiert ist, zeitlich differenziert erfasst wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the pan history (7) is recorded in a time-differentiated manner via an individual pan recognition system (8) which is installed in the pan cycle.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenstrahlung der zur Umgebungstemperatur relativ heißen3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the natural radiation is called relative to the ambient temperature
Pfannenhaut zur individuellen Pfannenerkennung herangezogen wird. Pan skin is used for individual pan recognition.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Pfannenerkennungssystem (8) mindestens zwischen "Pfanne voll", "Pfanne leer" und "Pfanne in der Neuzustellung" zeitlich differenziert wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that in the pan detection system (8) at least between "pan full", "pan empty" and "pan in the new delivery" is differentiated in time.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilergeschichte differenziert nach Verteilervorheiztemperatur, Verteilerausmauerung, Verteilertrockenzeit, Verteilerlaufzeitdaten zur genaueren Bestimmung der Temperatursprünge zwischen Gießspiegel/Verteiler und Verteiler/Pfannenofen (LF-ex) erfaßt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the history of the manifold is differentiated according to manifold preheating temperature, manifold lining, manifold drying time, manifold runtime data for more precise determination of the temperature jumps between the mold level / manifold and manifold / ladle furnace (LF-ex).
6. Vorrichtung zur Kontrolle der Stahltemperatur vom Gießspiegel einer Stranggießkokille (1) über den Bereich der gesamten Sekundärmetallurgie6. Device for checking the steel temperature from the casting level of a continuous casting mold (1) over the area of the entire secondary metallurgy
(4) mit einer endtemperaturbestimmenden Prozesstufe (4.1) wie einen Pfannenofen bis zum Ofenabstich (5) eines Stahlerzeugungsprozesses, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Meßmittel (1.2 bzw.4.3) zur Erfassung der Stahltemperatur im Gießspiegel der Kokille (1) in einem Temperaturfenster (2.1) von TM = TU + X°C (X = 5 - 15°) bzw. zur Erfassung der Stahltemperatur im Verteiler (3) von TT-ideal = T°M + 10°C (10.1) bzw. TT-real = T°n + 10°C +/-5°C (10.2) in Abhängigkeit von der Gießgeschwindigkeit (6) sowie außerdem ein Meßmittel (3.n) zur Erfassung der Verteileπ/orheizzeit (3.2.2) und Verteilervorheiztemperatur (3.2.1) vorgesehen sind, ein Pfannenerkennungssystem (8) innerhalb der Pfannenzykluszeit (7.4) im Pfannenumlauf (7.4.1) die Pfannengeschichte (7) erfaßt, wobei die Meßmittel an einen Rechner (4.4) angeschlossen sind, der aus den Meßwerten den Temperatursprung (9 bzw.4.1.1) zwischen Gießspiegel (2) und Verteiler (3) bzw. zwischen(4) with a final temperature-determining process stage (4.1) such as a ladle furnace up to the tapping (5) of a steelmaking process, in particular for carrying out the method according to claim 1, characterized in that measuring means (1.2 or4.3) for detecting the steel temperature in the mold level of the mold (1) in a temperature window (2.1) of TM = TU + X ° C (X = 5 - 15 °) or for recording the steel temperature in the distributor (3) of TT-ideal = T ° M + 10 ° C (10.1 ) or TT-real = T ° n + 10 ° C +/- 5 ° C (10.2) depending on the casting speed (6) as well as a measuring device (3.n) for recording the distribution / heating time (3.2.2 ) and distributor preheating temperature (3.2.1) are provided, a pan detection system (8) within the pan cycle time (7.4) in the pan circulation (7.4.1) detects the pan history (7), the measuring means being connected to a computer (4.4) which consists of the measured values the temperature jump (9 or 4.1.1) between the casting level (2) and vert eiler (3) or between
Verteiler (3) und Pfannenofen (4.1) "online" bestimmt. Distributor (3) and pan oven (4.1) determined "online".
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pfannenerkennungssystem (8) zur Nutzung der Eigenstrahlung der Pfanne ein kodiertes Blech (8.1.1) zugeordnet ist, das in einem Ab- stand an der Außenoberfläche der Pfanne (4.3) angebracht ist und die Zeit und Positionsdaten jeder einzelnen Pfanne (8.1), (Pfannenindividuum), an mindestens eine im Pfannenzyklus (7.4.1) angeordnete Strahlungsmeßeinheit (8.1.2) übermittelt.7. The device according to claim 6, characterized in that the pan detection system (8) for using the intrinsic radiation of the pan is assigned a coded plate (8.1.1) which is attached at a distance to the outer surface of the pan (4.3) and the time and position data of each individual pan (8.1) (pan individual) are transmitted to at least one radiation measuring unit (8.1.2) arranged in the pan cycle (7.4.1).
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Pfannenerkennungssystem (8) zur Erfassung mindestens der Zeitdaten "Pfanne voll" (7.1) und "Pfanne leer" (7.2) sowie "Pfanne in der Neuzustellung" (7.3) ausgebildet ist. 8. The device according to claim 6 or 7, characterized in that the pan detection system (8) is designed to record at least the time data "pan full" (7.1) and "pan empty" (7.2) and "pan in the new delivery" (7.3) ,
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| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
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