EP2480356A1 - Verfahren und vorrichtung zum vergiessen von metallischer schmelze in einer stranggiessmaschine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum vergiessen von metallischer schmelze in einer stranggiessmaschine

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EP2480356A1
EP2480356A1 EP10757185A EP10757185A EP2480356A1 EP 2480356 A1 EP2480356 A1 EP 2480356A1 EP 10757185 A EP10757185 A EP 10757185A EP 10757185 A EP10757185 A EP 10757185A EP 2480356 A1 EP2480356 A1 EP 2480356A1
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EP
European Patent Office
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mold
melt
rod
casting
strand
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EP10757185A
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EP2480356B1 (de
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Christian Chimani
Susanne Hahn
Franz Ramstorfer
Thomas Schaden
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
SIEMENS VAI METALS TECHNOLOGIES GmbH
Siemens VAI Metals Technologies GmbH Austria
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    • B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
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    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
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    • B22D11/118—Refining the metal by circulating the metal under, over or around weirs
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    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for casting metallic melt into continuously cast precursors in a continuous casting machine.
  • the invention relates to a method for casting metallic melt into continuously cast precursors with the following steps
  • Apparatus for casting metallic melt into continuously cast precursors in a continuous casting machine essentially comprise
  • a strand support means for guiding, supporting and cooling the strand, wherein the at least partially solidified strand is pulled out of the mold
  • the melt in which in the first case, the melt is introduced without guidance through a pouring tube in free fall and in the second case, the melt, starting from one or more outlet openings in the SEN in the mold.
  • the melt Regardless of the way in which the melt is introduced into the mold, at least one flow in the form of a single or double vortex is formed in the mold.
  • the melt flows below the casting mirror in the direction of the casting mirror, wherein this flow is deflected either in the region of the casting level or below the casting level in the direction of the strand movement (downwards); in the case of
  • Plant productivity can be increased.
  • the manner in which the flow of the melt in the mold can be stabilized is not shown in the document.
  • the object of the invention is to provide a method and a
  • Another object is to reduce the settling time of the flow of the melt in the mold in the form of a single or double vortex, whereby the time of
  • Conditions of a continuous casting plant can be reduced.
  • Transient flow leads, so that the resulting, stabilized flow can be considered as stationary. This stabilization leads to a calming of the
  • the melt is introduced into the mold either by free jet casting or by means of a pouring tube introduced, wherein in the latter form, the melt exits below the pouring mirror from the pouring tube through one or more outlet openings.
  • a controller e.g.
  • the measured value is a strand extraction speed, a temperature of a side wall of the mold or a mass flow of the in the
  • the measured value is preferably determined by permanent measuring in real time and based on the control.
  • Immersion depth or the position of at least one rod-shaped installation part adjusted by means of a control that by a change in the immersion depth or the position
  • the measured value is a temperature of a side wall of the mold or a
  • the measured value is preferably determined by permanent measuring in real time and based on the control.
  • a further preferred embodiment is that the melt is cooled by at least one rod-shaped internals, wherein the rod-shaped internals is in communication with a cooling circuit.
  • Cooling circuit preferably designed as a thermosiphon or heat pipe, which on the one hand a large amount of
  • rod-shaped insert relative to the casting mirror or an actuator for changing a position of the rod-shaped
  • the device additionally comprises at least one transducer for measuring a state variable of the continuous casting machine and a controller connected thereto, wherein the actuator can be connected to the controller and the rod-shaped internals.
  • the device additionally has at least one transducer for measuring a state variable of the continuous casting machine and an associated control device, wherein the actuator in each case with the control device and the rod-shaped
  • the automatic i. automatic, adaptation of the immersion depth and / or the position of a rod-shaped component to various operating conditions possible.
  • the rod-shaped ones cover
  • a rod-shaped internals has a round, oval, lenticular or polygonal
  • a rod-shaped internals to a cooling circuit This makes it possible to improve the quality of the precursors.
  • the actuator is a
  • Pressure medium cylinder or formed as an electric actuator. Both the pressure cylinder and the electric actuator are well suited as actuators for a control or regulation.
  • Fig. 1 is a sectional view of a mold for continuous casting of slabs with a plurality of rod-shaped mounting parts
  • Fig. 2 is a to Fig. 1 associated plan view
  • Fig. 3 is a sectional view of a mold for continuous casting of slabs with a different immersion depth of the rod-shaped mounting parts in Fig. 1 is a sectional view of a mold for
  • Distributor vessel which is mounted above the mold 1, by a pouring tube 6 in which, formed by two narrow side walls 2 and two broad side walls 3 (see Fig. 2), mold 1, where the melt cools and a solid
  • Strand shell forms.
  • the so-forming, at least partially solidified strand is pulled out of the mold 1 and guided in a strand support device, not shown, supported and further cooled.
  • the melt flows below the casting level 5 through a plurality of, mutually opposite, outlet openings 7 from the pouring tube, wherein in each case forms a flow of the melt in the form of a double vortex.
  • a free jet 8 flows in the direction of a narrow side wall 2 of the mold 1, wherein the free jet in the stagnation points 9 in a flow in the direction of strand extraction direction (in the picture down) and in a flow in the direction of the casting mirror. 5
  • the circular flows in the form of a double vortex are stabilized by 30 rod-shaped built-in parts 10 (viewed from the casting distributor each 3 rows of 5 columns per left and right half-plane of the mold level of the mold 1, see Fig. 2), wherein the flow rates of
  • Flows in the form of a double vortex are reduced specifically in the region of the casting mirror 5.
  • the immersion depth of a rod-shaped built-in part 10 is adjusted by means of an actuator 11, which is designed as a pressure medium cylinder only for a rod-shaped installation for reasons of clarity, so that the exiting
  • Free jet 8 of the flow of the melt is recessed, i. that the melt is essentially unaffected by the melt
  • the positions of the rod-shaped built-in parts 10 are dependent on a strand extraction speed adjusted measured value, wherein the measured value (a speed of a not shown, not driven
  • a transducer a speed sensor
  • a control not shown
  • the controller ascertains a plurality of actuating signals, which are supplied to the actuators 11 by means of a characteristic map, so that the immersion depths of the rod-shaped built-in components 10 are changed relative to the casting mirror 5.
  • Fig. 3 is a schematic representation with

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vergießen von metallischer Schmelze zu stranggegossenen Vorprodukten in einer Stranggießmaschine. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen eine stabilere Strömung der Schmelze in der Kokille (1) in Form eines Einfach- oder Doppelwirbels erzielt werden kann, wodurch die Stabilität des Gießspiegels (5) erhöht wird, das Abscheideverhalten von Partikel in der Kokille (1) verbessert wird und gleichmäßigere Aufschmelz- und Verteilbedingungen für das Gießpulver erzielt werden. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem ein Messwert von einem Messwertaufnehmer durch ein Messen einer Zustandsgröße des Stranggießverfahrens erfasst wird; ein zeitlich veränderliches Stellsignal mit Hilfe einer Steuerung unter Berücksichtigung des Messwerts ermittelt wird; und ein Aktuator (11) mit dem Stellsignal beaufschlagt wird, wobei der Aktuator (11) entweder eine Eintauchtiefe wenigstens eines stabförmigen Einbauteils (10) gegenüber dem Gießspiegel (5) oder eine Position eines stabförmigen Einbauteils (10) gegenüber einer Seitenwand (2, 3) der Kokille (1) verändert, sodass die Strömung der Schmelze in Form eines Einfachwirbels oder eines Doppelwirbels durch mehrere stabförmige Einbauteile (10) im Bereich des Gießspiegels (5) stabilisiert wird.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM VERGIESSEN VON METALLISCHER SCHMELZE IN EINER STRANGGIESSMASCHINE
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vergießen von metallischer Schmelze zu stranggegossenen Vorprodukten in einer Stranggießmaschine.
Konkret betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Vergießen von metallischer Schmelze zu stranggegossenen Vorprodukten mit den folgenden Schritten
- Einbringen der Schmelze in eine Kokille, wobei ein
Gießspiegel der Schmelze in der Kokille und wenigstens eine Strömung der Schmelze in der Kokille in Form eines Einfachwirbels oder eines Doppelwirbels ausgebildet wird;
- Abkühlen der Schmelze in der Kokille unter Ausbildung
einer festen Strangschale;
- Ausziehen eines zumindest teilerstarrten Strangs aus der Kokille;
- Führen, Stützen und Kühlen des ausgezogenen Strangs in
einer Strangstützeinrichtung;
Vorrichtung zum Vergießen von metallischer Schmelze zu stranggegossenen Vorprodukten in einer Stranggießmaschine umfassen im Wesentlichen
- eine Kokille in der die Schmelze eingebracht wird, wobei in der Kokille ein Gießspiegel und ein teilerstarrter Strang ausgebildet werden;
- eine Strangstützeinrichtung zum Führen, Stützen und Kühlen des Strangs, wobei der zumindest teilerstarrte Strang aus der Kokille ausgezogen wird; und
- mehrere stabförmige Einbauteile im Bereich des
Gießspiegels der Schmelze in der Kokille.
Einem Fachmann auf dem Gebiet der Stranggusstechnik ist es bekannt, metallische Schmelze in einer Stranggießmaschine zu stranggegossenen Vorprodukten zu Vergießen, wobei die
Schmelze entweder durch ein Freistrahlgießverfahren (siehe z.B. WO 0010741 AI, US 3,833.050, US 3,840,062 und der JP 48-
9251 A) oder mittels eines Gießrohrs (engl, submerged entry nozzle, kurz SEN) in eine Kokille eingebracht wird. In beiden Fällen bildet sich ein Gießspiegel der Schmelze in der
Kokille aus, wobei im ersten Fall die Schmelze ohne Führung durch ein Gießrohr im freien Fall und im zweiten Fall die Schmelze ausgehend von einer oder mehreren Austrittsöffnungen in der SEN in die Kokille eingebracht wird. Unabhängig von der Art des Einbringens der Schmelze in die Kokille bildet sich in der Kokille wenigstens eine Strömung in Form eines Einfach- oder Doppelwirbels aus. Im Fall des Einfachwirbels strömt die Schmelze unterhalb des Gießspiegels in Richtung Gießspiegel aus, wobei diese Strömung entweder im Bereich des Gießspiegels oder unterhalb des Gießspiegels in Richtung der Strangbewegung (abwärts) abgelenkt wird; im Fall des
Doppelwirbels strömt die Schmelze unterhalb des Gießspiegels in Richtung einer Kokillenwand aus, wo sie sich in einem Staupunkt in eine Strömung in Richtung Gießspiegel (aufwärts) und in eine Strömung in Richtung der Strangbewegung (abwärts) aufteilt. Weitere Details zu den Einfach- und Doppelwirbeln können z.B. der Veröffentlichung
DAUBY, P. H. und KUNSTREICH, S.: Electromagnetic
stirring in slab caster molds: What and why. Iron & steelmaker, vol. 30, noll, pp . 21-29, ISSN 0275-8687, 2003.
entnommen werden.
Nach dem Abkühlen der Schmelze in der Kokille unter
Ausbildung einer festen Strangschale, wird ein zumindest teilerstarrter Strang aus der Kokille ausgezogen, der in einer, der Kokille in Richtung der Strangbewegung
nachgeordneten, Strangstützeinrichtung geführt, gestützt und weiter abgekühlt wird. Die charakteristische Ausbildung der Strömung der Schmelze in der Kokille in Form eines Einfach- oder Doppelwirbels
beeinflusst die Qualität des stranggegossenen Vorprodukts (z.B. Dünnbrammen, Brammen oder Barren) maßgeblich, da diese Strömung für die Stabilität des Gießspiegels, die gleichmäßige Erstarrung des Strangs, die Aufschmelz- und Verteilbedingungen des Gießpulvers sowie für das
Abscheideverhalten von Partikel in der Schmelze
verantwortlich ist. Durch ein instationäres Verhalten dieser Strömung können überdies Schwankungen des Gießspiegels oder eine ungenügende Schmierung des Strangs hervorgerufen werden. Gießspiegelschwankungen haben negative Auswirkungen auf die Oberflächenqualität; die ungenügende Strangschmierung, bedingt durch unzureichend aufgeschmolzenes Gießpulver, kann zu sogenannten Strangsteckern führen, wodurch ein
Strangdurchbruch bzw. ein Gießabbruch resultieren kann. Das stationäre Verhalten dieser Strömung ist somit von besonderer Bedeutung für den Stranggießprozess .
Eine Analyse der Strömungsverhältnisse der Schmelze in der Kokille zeigt, dass sich die Strömung in Form eines Einfachoder Doppelwirbels instationär verhält und eine große Neigung zu periodischen Schwingungen aufweist. Vor allem kurz nach dem Gießstart ist diese Strömung sehr instabil und benötigt eine gewisse Zeit (typischerweise mehrere Minuten) um sich auf einen quasi-stationären Zustand einzupendeln.
Aus der JP 02-015852 ist es bekannt, Wärmerohre (engl, heat pipes) im Bereich des Gießspiegels beim Stranggießen
einzusetzen. Durch diese Elemente wird gezielt Wärme aus der metallischen Schmelze abgeführt, sodass die Erstarrung der Schmelze in der Kokille beschleunigt wird und die
Produktivität der Anlage gesteigert werden kann. Auf welche Art und Weise die Strömung der Schmelze in der Kokille stabilisiert werden kann, ist in der Schrift nicht gezeigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen eine stabilere Strömung der Schmelze in der Kokille in Form eines Einfach- oder Doppelwirbels erzielt werden kann,
- wodurch die Stabilität des Gießspiegels erhöht wird; - das Abscheideverhalten von Partikel in der Kokille
verbessert wird; und
- gleichmäßigere Aufschmelz- und Verteilbedingungen für das Gießpulver erzielt werden.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Einschwingzeit der Strömung der Schmelze in der Kokille in Form eines Einfachoder Doppelwirbels zu reduzieren, wodurch die Zeit vom
Gießstart bis zum Normalbetrieb mit quasi-stationären
Verhältnissen einer Stranggießanlage reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Strömung der Schmelze in Form eines Einfachwirbels oder eines Doppelwirbels durch mehrere
stabförmige Einbauteile im Bereich des Gießspiegels
stabilisiert wird. Dabei wird die Strömung in Form eines Einfach- oder Doppelwirbels (im Folgenden auch zirkuläre Strömung genannt) durch mindestens zwei stabförmige
Einbauteile, die um eine, gegebenenfalls pro Einbauten verschiedene, Eintauchtiefe in die Schmelze in der Kokille versenkt sind und z.B. links und rechts vom SEN angeordnet sind, abgebremst, was zu einer Stabilisierung der
instationären Strömung führt, sodass die resultierende, stabilisierte Strömung als stationär angesehen werden kann. Diese Stabilisierung führt zu einer Beruhigung des
Gießspiegels und zu einem verbesserten Abscheideverhalten von Partikel. Außerdem werden dadurch gleichmäßige Aufschmelz- und Verteilbedingungen für das Gießpulver erzielt, was zu einer verbesserten Oberflächenqualität des Strangs führt und der Bildung von Strangsteckern und somit der
Durchbruchsgefahr entgegen wirkt. Durch das verbesserte
Abscheideverhalten können elektromagnetische Rühr- bzw.
Bremseinrichtungen entfallen, was einerseits die
Investitionskosten und andererseits die Energiekosten im laufenden Betrieb reduziert.
In einer Ausführungsform wird die Schmelze entweder durch ein Freistrahlgießen oder mittels eines Gießrohrs in die Kokille eingebracht, wobei in der letztgenannten Form die Schmelze unterhalb des Gießspiegels aus dem Gießrohr durch ein oder mehrere Austrittsöffnungen austritt. Eine Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen (z.B.
unterschiedliche Strangauszugsgeschwindigkeiten oder
Strangquerschnitte) ist in einfacher Form durch folgende Schritte möglich:
- Erfassen eines Messwerts von einem Messwertaufnehmer durch ein Messen einer Zustandsgröße des Stranggießverfahrens;
- Ermitteln eines zeitlich veränderlichen Stellsignals mit Hilfe einer Steuerung unter Berücksichtigung des
Messwerts ;
- Beaufschlagen eines Aktuators mit dem Stellsignal, wobei der Aktuator entweder eine Eintauchtiefe wenigstens eines stabförmigen Einbauteils gegenüber dem Gießspiegel oder eine Position eines stabförmigen Einbauteils gegenüber einer Seitenwand der Kokille verändert.
Mittels dieser Ausführungsform wird entweder die
Eintauchtiefe oder die Position wenigstens eines stabförmigen
Einbauteils mittels einer Steuerung (z.B. einer
Kennfeldsteuerung) in Abhängigkeit eines Messwerts
eingestellt . In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird als Messwert eine Strangauszugsgeschwindigkeit, eine Temperatur einer Seitenwand der Kokille oder ein Massenfluss der in die
Kokille eingebrachten Schmelze verwendet. Der Messwert wird bevorzugt durch permanentes Messen in Echtzeit ermittelt und der Steuerung zugrundegelegt.
Eine hochgenaue und robuste Anpassung an verschiedene
Betriebsbedingungen ist weiters durch folgende Schritte möglich :
- Erfassen eines Messwerts von einem Messwertaufnehmer durch ein Messen einer Zustandsgröße des Stranggießverfahrens;
- Ermitteln einer zeitlich veränderlichen Stellgröße mit
Hilfe einer Regeleinrichtung unter Zuhilfenahme eines Regelgesetzes und unter Berücksichtigung eines Sollwerts des Messwerts;
- Beaufschlagen eines Aktuators mit der Stellgröße, wobei der Aktuator entweder eine Eintauchtiefe wenigstens eines stabförmigen Einbauteils gegenüber dem Gießspiegel oder eine Position eines stabförmigen Einbauteils gegenüber einer Seitenwand der Kokille verändert.
Mittels dieser Ausführungsform wird entweder die
Eintauchtiefe oder die Position wenigstens eines stabförmigen Einbauteils mittels einer Regelung so eingestellt, dass durch eine Veränderung der Eintauchtiefe bzw. der Position
mindestens eines stabförmigen Einbauteils der Messwert im Wesentlichen beim Sollwert gehalten wird. In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird als Messwert eine Temperatur einer Seitenwand der Kokille oder eine
Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze, bevorzugt im
Wesentlichen parallel zum Gießspiegel, in der Kokille
verwendet. Der Messwert wird bevorzugt durch permanentes Messen in Echtzeit ermittelt und der Regelung zugrundegelegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Freistrahl der Schmelze beim Austritt aus dem Gießrohr durch die
stabförmigen Einbauteile ausgespart. Damit wird in einfacher Weise sichergestellt, dass das Aufschmelzen des Gießpulvers durch die thermische Energie der Strömung nicht gefährdet bzw. ein Einfrieren des Gießspiegels verhindert wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass die Schmelze durch wenigstens ein stabförmiges Einbauten abgekühlt wird, wobei das stabförmige Einbauten mit einem Kühlkreislauf in Verbindung steht. Hierbei wird der
Kühlkreislauf bevorzugt als Thermosyphon oder Wärmerohr ausgeführt, wodurch einerseits eine große Menge der
Schmelzwärme des flüssigen Metalls abgeführt wird, wodurch die Qualität der Vorprodukte verbessert werden kann. Um eine möglichst unmittelbare Umsetzung des
erfindungsgemäßen Verfahrens zu ermöglichen, welches die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe löst, ist es
vorteilhaft, dass wenigstens ein stabförmiger Einbauten einen Aktuator zur Änderung einer Eintauchtiefe des
stabförmigen Einbauteils gegenüber dem Gießspiegel oder einen Aktuator zur Änderung einer Position des stabförmigen
Einbauteils gegenüber einer Seitenwand der Kokille aufweist. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung zusätzlich wenigstens einen Messwertaufnehmer zum Messen einer Zustandsgröße der Stranggießmaschine und eine damit verbundene Steuerung auf, wobei der Aktuator jeweils mit der Steuerung und dem stabförmigen Einbauten verbindbar ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung zusätzlich wenigstens einen Messwertaufnehmer zum Messen einer Zustandsgröße der Stranggießmaschine und eine damit verbundenen Regeleinrichtung auf, wobei der Aktuator jeweils mit der Regeleinrichtung und dem stabförmigen
Einbauten verbindbar ist.
Mittels der beiden letztgenannten Ausführungsformen ist die automatische, d.h. selbsttätige, Anpassung der Eintauchtiefe und/oder der Position eines stabförmigen Einbauteils an verschiedene Betriebsbedingungen möglich.
In einer Ausführungsform bedecken die stabförmigen
Einbauteile weniger als 50 % der Oberfläche des Gießspiegels der Kokille, d.h. dass die Schnittfläche aller stabförmigen Einbauteile mit dem Gießspiegel weniger als 50 % der
Oberfläche des Gießspiegels beträgt.
In einer Ausführungsform weist ein stabförmiges Einbauten einen runden, ovalen, linsenförmigen oder vieleckigen
Querschnitt auf. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist ein stabförmiges Einbauten einen Kühlkreislauf auf. Dadurch ist es möglich, die Qualität der Vorprodukte zu verbessern. In einer Ausführungsform ist der Aktuator als ein
Druckmittelzylinder oder als ein elektrischer Stellantrieb ausgebildet. Sowohl der Druckmittelzylinder als auch der elektrische Stellantrieb sind gut als Aktuatoren für eine Steuerung oder Regelung geeignet.
Vorteilhafterweise verwendet man die erfindungsgemäße
Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren in einer Stranggießmaschine bei der Herstellung von Vorprodukten aus Schmelze, bevorzugt Brammen oder Dünnbrammen aus Stahl, zur Stabilisierung einer Strömung der Schmelze in Form eines Einfachwirbels oder eines Doppelwirbels in einer Kokille.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Kokille zum Stranggießen von Brammen mit mehreren stabförmigen Einbauteilen
Fig. 2 eine zu Fig. 1 zugehörige Draufsicht
Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer Kokille zum Stranggießen von Brammen mit einer unterschiedlichen Eintauchtiefe der stabförmigen Einbauteile In Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung einer Kokille zum
Stranggießen von Brammen aus Stahl gezeigt. Dabei fließt eine flüssige Stahlschmelze aus einem nicht gezeigten
Verteilergefäß, welches oberhalb der Kokille 1 angebracht ist, durch ein Gießrohr 6 in die, aus zwei Schmalseitenwänden 2 und zwei Breitseitenwänden 3 gebildete (siehe Fig. 2), Kokille 1, wo sich die Schmelze abkühlt und eine feste
Strangschale ausbildet. Der sich so ausbildende, zumindest teilerstarrte, Strang wird aus der Kokille 1 ausgezogen und in einer nicht gezeigten Strangstützeinrichtung geführt, gestützt und weiter gekühlt. Wie in der Figur gezeigt, strömt die Schmelze unterhalb des Gießspiegels 5 durch mehrere, einander gegenüberliegende, Austrittsöffnungen 7 aus dem Gießrohr aus, wobei sich jeweils eine Strömung der Schmelze in Form eines Doppelwirbels ausbildet. Dabei strömt je ein Freistrahl 8 in Richtung einer Schmalseitenwand 2 der Kokille 1 aus, wobei sich der Freistrahl in den Staupunkten 9 in eine Strömung in Richtung der Strangauszugsrichtung (im Bild nach unten) und in eine Strömung in Richtung des Gießspiegels 5
(im Bild nach oben) aufteilt. Den Strömungen in Richtung des Gießspiegels 5 kommt eine besonders hohe Bedeutung zu, da diese für die Verteilungsbedingungen und das Aufschmelzen des Gießpulvers, das von oben auf den Gießspiegel zugegeben wird, verantwortlich sind.
Die zirkulären Strömungen in Form eines Doppelwirbels werden durch 30 stabförmige Einbauteile 10 (vom Gießverteiler aus betrachtet je 3 Zeilen ä 5 Spalten pro linker und rechter Halbebene des Gießspiegels der Kokille 1, vgl. Fig. 2) stabilisiert, wobei die Strömungsgeschwindigkeiten der
Strömungen in Form eines Doppelwirbels speziell im Bereich des Gießspiegels 5 reduziert werden. Die Eintauchtiefe eines stabförmigen Einbauteils 10 wird mittels eines - aus Gründen der Übersichtlichkeit nur für ein stabförmiges Einbauten eingezeichneten - Aktuators 11, der als Druckmittelzylinder ausgebildet ist, so eingestellt, dass der austretende
Freistrahl 8 der Strömung der Schmelze ausgespart wird, d.h. dass die Schmelze im Wesentlichen unbeeinflusst aus dem
Gießrohr 4 in die Kokille 1 austreten kann. In einer
alternativen Ausführungsform wäre es natürlich auch möglich, anstelle der Eintauchtiefe eines stabförmigen Einbauteils gegenüber dem Gießspiegel 5 die Position eines stabförmigen Einbauteils gegenüber einer Schmalseitenwand 2 oder einer Breitseitenwand 3 der Kokille 1 zu verändern.
Die Positionen der stabförmigen Einbauteile 10 werden in Abhängigkeit eines als Strangauszugsgeschwindigkeit ausgebildeten Messwerts eingestellt, wobei der Messwert (eine Drehzahl einer nicht dargestellten, nicht angetriebenen
Strangführungsrolle der Strangstützeinrichtung) von einem Messwertaufnehmer (ein Drehzahlsensor) erfasst wird und einer nicht dargestellten Steuerung zugeführt wird. Die Steuerung ermittelt mittels eines Kennfelds unter Berücksichtigung des Messwerts mehrere Stellsignale, die die Aktuatoren 11 zugeführt werden, sodass die Eintauchtiefen der stabförmigen Einbauteile 10 gegenüber dem Gießspiegel 5 verändert werden. In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung mit
unterschiedlichen Eintauchtiefen der stabförmigen Einbauteile 10 dargestellt (auf die Darstellung der Aktuatoren 11 wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet) .
Bezugs zeichenliste
1 Kokille
2 Schmalseitenwand
3 Breitseitenwand
4 Gießrohr
5 Gießspiegel
6 Mittelachse
7 Austrittsöffnung
8 Freistrahl
9 Staupunkt
10 Stabförmiges Einbauten
11 Aktuator

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Vergießen von metallischer Schmelze zu stranggegossenen Vorprodukten mit den folgenden Schritten - Einbringen der Schmelze in eine Kokille (1), wobei ein Gießspiegel (5) der Schmelze in der Kokille (1) und wenigstens eine Strömung der Schmelze in der Kokille (1) in Form eines Einfachwirbels oder eines Doppelwirbels ausgebildet wird;
- Abkühlen der Schmelze in der Kokille (1) unter Ausbildung einer festen Strangschale;
- Ausziehen eines zumindest teilerstarrten Strangs aus der Kokille (1) ;
- Führen, Stützen und Kühlen des ausgezogenen Strangs in einer Strangstützeinrichtung;
gekennzeichnet durch
- ein Erfassen eines Messwerts von einem Messwertaufnehmer durch ein Messen einer Zustandsgröße des
Stranggießverfahrens ;
- ein Ermitteln eines zeitlich veränderlichen Stellsignals mit Hilfe einer Steuerung unter Berücksichtigung des Messwerts ;
- ein Beaufschlagen eines Aktuators (11) mit dem
Stellsignal, wobei der Aktuator (11) entweder eine
Eintauchtiefe wenigstens eines stabförmigen Einbauteils
(10) gegenüber dem Gießspiegel (5) oder eine Position eines stabförmigen Einbauteils (10) gegenüber einer Seitenwand (2, 3) der Kokille (1) verändert, sodass die Strömung der Schmelze in Form eines Einfachwirbels oder eines Doppelwirbels durch mehrere stabförmige Einbauteile
(10) im Bereich des Gießspiegels (5) stabilisiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Messwert eine Strangauszugsgeschwindigkeit, eine
Temperatur einer Seitenwand (2, 3) der Kokille (1) oder ein Massenfluss der in die Kokille (1) eingebrachten Schmelze verwendet wird.
3. Verfahren zum Vergießen von metallischer Schmelze zu stranggegossenen Vorprodukten mit den folgenden Schritten
- Einbringen der Schmelze in eine Kokille (1), wobei ein
Gießspiegel (5) der Schmelze in der Kokille (1) und wenigstens eine Strömung der Schmelze in der Kokille (1) in Form eines Einfachwirbels oder eines Doppelwirbels ausgebildet wird;
- Abkühlen der Schmelze in der Kokille (1) unter Ausbildung einer festen Strangschale;
- Ausziehen eines zumindest teilerstarrten Strangs aus der Kokille (1) ;
- Führen, Stützen und Kühlen des ausgezogenen Strangs in
einer Strangstützeinrichtung;
gekennzeichnet durch
- ein Erfassen eines Messwerts von einem Messwertaufnehmer durch ein Messen einer Zustandsgröße des
Stranggießverfahrens ;
- ein Ermitteln einer zeitlich veränderlichen Stellgröße mit Hilfe einer Regeleinrichtung unter Zuhilfenahme eines Regelgesetzes und unter Berücksichtigung eines Sollwerts des Messwerts;
- ein Beaufschlagen eines Aktuators (11) mit der Stellgröße, wobei der Aktuator (11) entweder eine Eintauchtiefe wenigstens eines stabförmigen Einbauteils (10) gegenüber dem Gießspiegel (5) oder eine Position eines stabförmigen
Einbauteils (10) gegenüber einer Seitenwand (2, 3) der Kokille (1) verändert, sodass die Strömung der Schmelze in Form eines Einfachwirbels oder eines Doppelwirbels durch mehrere stabförmige Einbauteile (10) im Bereich des
Gießspiegels (5) stabilisiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Messwert eine Temperatur einer Seitenwand (2, 3) der Kokille (1) oder eine Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze, bevorzugt im Wesentlichen parallel zum Gießspiegel (5) , in der Kokille (1) verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Freistrahl (8) der Schmelze beim Austritt aus dem Gießrohr (4) durch die stabförmigen
Einbauteile (10) ausgespart wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze durch wenigstens ein stabförmiges Einbauten (10) abgekühlt wird, wobei das stabförmige Einbauten (10) mit einem Kühlkreislauf in
Verbindung steht.
7. Vorrichtung zum Vergießen von metallischer Schmelze zu stranggegossenen Vorprodukten in einer Stranggießmaschine, aufweisend
- eine Kokille (1) in der die Schmelze eingebracht wird,
wobei in der Kokille (1) ein Gießspiegel (5) und ein teilerstarrter Strang ausgebildet werden;
- eine Strangstützeinrichtung zum Führen, Stützen und Kühlen des Strangs, wobei der zumindest teilerstarrte Strang aus der Kokille (1) ausgezogen wird;
- mehrere stabförmige Einbauteile (10) im Bereich des
Gießspiegels (5) der Schmelze in der Kokille (1);
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein stabförmiger Einbauten (10) einen Aktuator (11) zur Änderung einer
Eintauchtiefe des stabförmigen Einbauteils (10) gegenüber dem Gießspiegel (5) oder einen Aktuator (11) zur Änderung einer Position des stabförmigen Einbauteils (10) gegenüber einer Seitenwand (2, 3) der Kokille (1) aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich wenigstens einen Messwertaufnehmer zum Messen einer Zustandsgröße der Stranggießmaschine und eine damit verbundene Steuerung aufweist, wobei der Aktuator (11) jeweils mit der Steuerung und dem stabförmigen
Einbauten (10) verbindbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich wenigstens einen Messwertaufnehmer zum Messen einer Zustandsgröße der Stranggießmaschine und eine damit verbundene Regeleinrichtung aufweist, wobei der Aktuator (11) jeweils mit der Regeleinrichtung und dem stabförmigen Einbauten (10) verbindbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmigen Einbauteile (10) weniger als 50 % der Oberfläche des Gießspiegels (5) der Kokille (1) bedecken.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein stabförmiges Einbauten (10) einen runden, ovalen, linsenförmigen oder vieleckigen Querschnitt aufweist .
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein stabförmiges Einbauten (10) einen Kühlkreislauf aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (11) als ein
Druckmittelzylinder oder als ein elektrischer Stellantrieb ausgebildet ist.
14. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13 in einer Stranggießmaschine bei der Herstellung von
Vorprodukten aus Schmelze, bevorzugt Brammen oder Dünnbrammen aus Stahl, zur Stabilisierung einer Strömung der Schmelze in Form eines Einfachwirbels oder eines Doppelwirbels in einer Kokille (1) .
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