Verfahren und Vorrichtung zum Stranggiessen von mehreren Strängen

Abstract

 Beim Giessen von mindestens zwei Strängen (9, 9'), die mit gleicher Geschwindigkeit aus den Kokillen (3, 3') ausgezogen werden, soll die Ausziehgeschwindigkeit für beide Stränge (9,9') gemäss der der ersten Kokille (3) zufliessenden Stahlmenge eingestellt und die Zuflussmenge in mindestens eine weitere Kokille (3') in Abhängigkeit von dieser Ausziehgeschwindigkeit reguliert werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggiessen von mehreren Strängen, wobei aus mindestens einem Zwischengefäss Stahl in Kokillen gegossen wird, die sich bildenden Stränge mit gleicher Geschwindigkeit aus den Kokillen ausgezogen, gekühlt und die Badspiegel in den Kokillen auf gewünschten Höhen gehalten werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Bei Mehrstranganlagen wird üblicherweise jedem Strang ein eigenes Treibaggregat zugeordnet, so dass diese mit einer individuellen Strangausziehgeschwindigkeit gefahren werden können. Um die Abstände zwischen den Strängen klein zu halten, sind Treibaggregate mit hohlen Treibrollen bekannt geworden (DE-OS 2 702 894), durch welche Antriebswellen für benachbarte Stränge geführt werden. Solche Treibaggregate erlauben eine jedem Strang angepasste Ausziehgeschwindigkeit, sind aber von der Konstruktion her kompliziert und sehr kostspielig.

[0003] Es ist weiter bekannt (DE-AS 1 254 828), Plattenkokillen bei Brammenanlagen mittels gekühlten Zwischenwänden zu unterteilen. Durch diese Massnahme wird es möglich, auf einer Einstrang-Brammenanlage zwei schmale Brammen oder drei Vorblöcke gleichzeitig zu giessen. Es ist dabei notwendig, dass das Zwischengefäss mit entsprechend angeordneten Bodenausgussdüsen versehen ist, die ihrerseits mit Verschlussorganen ausgerüstet sind. Die in einer solchen Anlage erzeugten Stränge werden - bedingt durch die Konstruktion der Strangführung und des Treibers - mit der gleichen Geschwindigkeit aus der Kokille ausgezogen und in der Regel auch gemeinsam getrennt. Die Badspiegel der einzelnen Stränge werden von Hand oder mit Badspiegelregeleinrichtungen über stopfen- oder schiebergesteuerte Ausgussdüsen auf ihrer Sollhöhe gehalten. Das gleichzeitige Giessen mehrerer Stränge aus einer Plattenkokille wird in der Fachsprache Zwillings- oder Drillingsguss genannt.

[0004] Der in der Praxis eingeführte Zwillingsguss wird jedoch nur zur Herstellung von schmalen Brammen oder Vorblöcken eingesetzt. Kleine Formate wie Knüppelstränge sind bis heute im Zwillingsguss nicht hergestellt worden. Einerseits ergeben sich in bezug auf Betriebssicherheit Schwierigkeiten, den Badspiegel bei höheren Giessgeschwindigkeiten auf Sollhöhe zu halten und anderseits sind kostspielige Verschluss- und Regelorgane für jeden Strang notwendig.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum gleichzeitigen Giessen von mehreren Strängen mit kleinem Strangabstand zu schaffen, bei welchem die gegossenen Stränge von einem gemeinsamen Treibaggregat mit gleicher Geschwindigkeit ausgezogen werden und das einfacher und betriebssicherer arbeitet. Im weiteren soll das Verfahren für kleine Strangformate anwendbar und durch einfache Mittel automatisierbar sein. Ebenfalls soll der betriebliche Kostenaufwand für die Regeleinrichtungen und deren Unterhalt sowie der Personalaufwand für den Giessbetrieb mini- - mal sein.

[0006] Diese Aufgabe wird nach dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch gelöst, dass die Ausziehgeschwindigkeit in Abhängigkeit der pro Zeiteinheit in eine erste Kokille einfliessende Referenzzuflussmenge gesteuert und die Zuflussmenge in mindestens eine weitere Kokille in Abhängigkeit von dieser Ausziehgeschwindigkeit reguliert wird.

[0007] Diese Verfahrenslehre ergibt ein neues Steuerkonzept für das Giessen von mehreren Strängen mit kleinem Strangabstand gemäss dem Oberbegriff, wobei das Halten der Badspiegelhöhe eines ersten Stranges über die Strangausziehgeschwindigkeit und mindestens eines weiteren Stranges über eine Regeleinrichtung an der Ausgussdüse erreicht wird. Eine Zuflussregelung in die Kokille des ersten Stranges ist dabei nicht notwendig. Dies ergibt einen verminderten betrieblichen Aufwand für Ausrüstung und Unterhalt von Regelorganen und des Personalaufwandes für den Giessbetrieb. Zusätzlich kann auch das Halten der Badspiegelhöhe bei kleinen Strangformaten mit hohen Giessgeschwindigkeiten im Zwillingsguss erreicht werden.

[0008] Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Badspiegelmesseinrichtung der ersten Kokille mit einer Regeleinrichtung für die Geschwindigkeit des gemeinsamen Ausziehaggregates elektrisch verbunden ist und dass die Badspiegelmesseinrichtung der weiteren Kokillen mit Regeleinrichtungen für die Zuflussmenge elektrisch verbunden ist.

[0009] Die Ausgussdüse für die erste Kokille könnte beispielsweise noch mit einer Verschluss- oder einer Drosseleinrichung versehen sein. Nach einem Merkmal der Erfindung ist es j_e- doch besonders vorteilhaft, wenn die in die erste Kokille einfliessende Referenzzuflussmenge im wesentlichen durch Form und Abmessung einer verschlusslosen Ausgussdüsenöffnung festgelegt wird. Bei Anwendung dieses Verfahrensschrittes kann als Ausgussdüse für die Referenzzuflussmenge eine offene Ausgussdüse ohne Regeleinrichtung verwendet werden. Eine gewisse Regelung der Stahlzufuhrmenge kann, wenn erforderlich, durch Wahl der Badspiegelhöhe im _Zwischengefäss erreicht werden. Eine solche Anordnung erlaubt eine wesentliche Reduktion von Verschluss- und Regelorganen. Bei Störungen besteht die Möglichkeit, den Stahlstrahl mit einer Ueberlaufrinne abzuleiten und in Notfällen kann die Ausgussdüse mittels einem Kupferstopfen durch Einfrieren geschlossen werden.

[0010] Anstelle von beispielsweise Stopfen- oder Schieberverschlüssen für die Regelung des Giessstrahles für die weiteren Kokillen, kann, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, mit Vorteil der sich in der Ausgussdüse des Zwischengefässes bildende Giessstrahl durch einschnürende elektromagnetische Felder beaufschlagt werden. Eine solche Regeleinrichtung für die Zuflussmenge besteht aus den Giessstrahl einschnürenden elektromagnetischen Spulen.

[0011] Alternativ kann aber auch der sich in der Ausgussdüse des Zwischengefässes bildende Giessstrahl für die weiteren Kokillen durch einströmende Gase geregelt werden. Die entsprechende Zuflussmengenregelung besteht dabei aus einer in die Ausgussdüse einmündenden Gaszuführeinrichtung und einer dazugehörigen Regelung.

[0012] Die beiden genannten Regelverfahren arbeiten ohne mechanische Kraftgeräte, wie hydraulische Zylinder, und ohne feuerfeste Teile, wie Stopfen oder Schieberplatten. Dadurch wird der Unterhalt verbilligt und die Giesszeit pro Sequenzguss wegen fehlendem Verschleiss an solchen feuerfesten Teilen verlängert. Im weiteren kann für die Steuerung des magnetischen Kraftfeldes oder für die Gasmenge eine gegenüber den bekannten Stopfen- oder Schiebersteuerungen einfachere Steuerung gewählt werden.

[0013] Werden sehr kleine Strangabschnitte gewählt, so können mit Vorteil die erste und die weitere Kokille in einem gemeinsamen Rahmen angeordnet und dieser Rahmen mit einer Oszillationseinrichtung verbunden werden. Die Kokillen werden dabei im Gleichlauf oszilliert.

[0014] Erfahrungsgemäss setzen sich in Ausgussdüsen Tonerdeablagerungen ab und verkleinern dadurch den offenen Düsenquerschnitt nach längerer Giessdauer. Bei nicht regelbaren Ausgussdüsen für die Referenzzuflussmenge ist es vorteilhaft, wenn der Durchflussquerschnitt dieser Ausgussdüse für die erste Kokille etwa 10 % kleiner ist als die Durchflussquerschnitte der Ausgussdüsen für die weiteren Kokillen. Störungen, die durch ungleichmässiges Zusetzen der Düsen für die erste oder die weiteren Kokillen entstehen könnten, werden durch diese Massnahme vermindert.

[0015] Die Erfindung soll anhand der nachfolgend beschriebenen Beispiele erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht einer Stranggiessanlage,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Ausgussdüse mit elek- troi_llagnetischer Regeleinheit und

_Fig. 3 einen Schnitt durch eine Ausgussdüse mit _Gaszu- führeinrichtung als Regeleinheit.

[0016] In Fig. 1 ist ein Zwischengefäss 1 mit zwei Ausgussdüsen 2, 2' oberhalb von zwei in einem Kokillenrahmen 4 befestigten Kokillen 3, 3' angeordnet. Jede Kokille ist mit je einer _Badspiegelmesseinrichtung 6, 6' versehen, die in diesem Beispiel als optische Messeinrichtungen dargestellt sind.

[0017] Es kann selbstverständlich auch jede andere Badspiegelmesseinrichtung anstelle der optischen verwendet werden. Den Kokillen nachgeordnet ist eine Sekundärkühlzone 8 und anschliessend daran ein gemeinsamens Ausziehaggregat 10 für die beiden Stränge 9, 9'.

[0018] Die Badspiegelmesseinrichtung 6 der ersten Kokille 3 ist mit einer Steuerung 11 für die Ausziehgeschwindigkeit des Ausziehaggregates 10 elektrisch verbunden. Bei zu grossem Metallzufluss aus der Ausgussdüse 2 wird durch die Steuerung 11 automatisch die Ausziehgeschwindigkeit für die beiden Stränge 9, 9' erhöht und umgekehrt. Die Badspiegelmesseinrichtung 6' der zweiten Kokille 3' oder weiterer im Kokillenrahmen 4 angeordneten Kokillen ist mit einer Regeleinrichtung für die Zuflussmenge aus der Ausgussdüse 2' elektrisch verbunden.

[0019] Diese Regeleinrichtung besteht aus einer Steuerung 13 und einer Spule 15, die den sich bildenden Giessstrahl für die Kokille 3' mittels einem einschnürenden elektromagnetischen Feld beaufschlägt. Durch diesen Einschnüreffekt wird die durchfliessende Metallmenge geregelt.

[0020] Das erfindungsgemässe Verfahren setzt voraus, dass die beiden Stränge 9, 9' mit der gleichen Geschwindigkeit, d.h. von einem einzigen Ausziehaggregat 10, aus der Kokille ausgezogen werden. Die Ausziehgeschwindigkeit wird dabei in Abhängigkeit der pro Zeiteinheit in die erste Kokille 3 einfliessenden Referenzzuflussmenge gesteuert und die Zuflussmenge in der weiteren Kokille 3' wird in Abhängigkeit von der Ausziehgeschwindigkeit über die Badspiegelmesseinrichtung 6', der Steuerung 13 und der elektromagnetischen Spule 15 reguliert. Die in die erste Kokille 3 einfliessende Referenzzuflussmenge ist im wesentlichen nur durch Form und Abmessung der verschlusslosen Ausgussdüse 2 festgelegt. Anstelle der einen weiteren Kokille 3' können zusätzliche Kokillen vorhanden sein.

[0021] Der Durchflussquerschnitt der Ausgussdüse 2 für die Referenzzuflussmenge in die erste Kokille 3 wird mit vorteil etwa 10 % kleiner als der Durchflussquerschnitt der Ausgussdüse 2' für die weitere Kokille 3' gewählt.

[0022] Die erste Kokille 3 und die weitere Kokille 3' sind über den Kokillenrahmen 4 mit einer Oszillationseinrichtung 17 verbunden. Beide Kokillen 3, 3' oszillieren somit im Gleichlauf.

[0023] Um das Angiessen auf einer solchen Stranggiessanlage zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn die Badspiegelmesseinrichtungen in den Kokillen einen sehr grossen Höhenbereich messen können und Einrichtungen vorgesehen sind, die die Steiggeschwindigkeit der Badspiegel in den beiden Kokillen 3, 3' beim Angiessen messen und vergleichen können. Mittels einem solchen Vergleichssignal ist es möglich, unterschiedliche Zuflussmengen frühzeitig festzustellen und die elektromagnetische Spule 15 vor Erreichen der Sollbadspiegelhöhe anzusteuern, um dadurch ein ströungsfreies Anfahren auch bei kleinen Formaten zu ermöglichen.

[0024] In Fig. 2 ist einer Ausgussdüse 2 eines Zwischengefässes eine Drosseleinrichtung in Form einer elektromagnetischen Spule 21 zugeordnet. Die Spule 21 erzeugt ein Kraftfeld mit einer Wirkrichtung 22 gegen den Giessstrahl. In Abhängigkeit der Stromstärke in der Spule 21 verändert sich das Kraftfeld und dadurch die Ausflussmenge aus der Düse 2. Die Drosselung mit der Spule 21 ist von der maximalen Durchflussmenge her gesehen nur in einem bestimmten Bereich wirksam. Zum Verschliessen der Düse kann in einem Notfall ein Kupferstopfen verwendet werden.

[0025] In Fig. 3 ist eine Ausgussdüse 31 mit einer Drosseleinrichtung in Form einer Gaszuführung 32 und einer Steuerung 33 für die Gasmenge ausgestattet. Die Steuerung 33 ist ihrerseits mit der entsprechenden Badspiegelmesseinrichtung verbunden. Durch das eingepresste inerte Gas soll die Zuflussströmung im Einlauftrichter gestört werden, um eine Drosselung der Zuflussmenge zu erreichen.

[0026] Anstelle der beschriebenen Drosselvorrichtungen können auch andere Drosselvorrichtungen verwendet werden.

[0027] Die Oszillationsbewegung der Kokille kann beispielsweise durch Aufbringen einer Vibrationsbewegung oder von Ultraschallwellen ersetzt werden.

Ansprüche

1. Verfahren zum Stranggiessen von mehreren Strängen, wobei aus mindestens einem Zwischengefäss (1) Stahl in Kokillen (3,3') gegossen wird, die sich bildenden Stränge (9,9') mit gleicher Geschwindigkeit aus den Kokillen (3,3') ausgezogen, gekühlt und die Badspiegel in den Kokillen (3,3') auf gewünschten Höhen gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausziehgeschwindigkeit in Abhängigkeit der pro Zeiteinheit in eine erste Kokille (3) einfliessenden Referenzzuflussmenge gesteuert und die Zuflussmenge in mindestens eine weitere Kokille (3') in Abhängigkeit von dieser Ausziehgeschwindigkeit reguliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in die erste Kokille (3) einfliessende Referenzzuflussmenge im wesentlichen durch Form und Abmessung einer verschlusslosen Ausgussdüsenöffnung festgelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der sich in der Ausgussdüse (2') des Zwischengefässes (1) bildende Giessstrahl für die weitere - Kokille (3') durch einschnürende elektromagnetische Felder beaufschlagt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der sich in der Ausgussdüse (2') des Zwischengefässes (1) bildende Giessstrahl für die weitere Kokille (3') durch einströmende Gase geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (3) und die weitere Kokille (3') im Gleichschritt oszilliert werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens ein Zwischengefäss (1) mit mindestens zwei Ausgussdüsen (2,2') oberhalb von mindestens zwei mit Badspiegelmesseinrichtungen (6,6') versehenen Kokillen (3,3') angeordnet und den Kokillen (3,3') eine Sekundärkühleinrichtung (8) sowie ein Ausziehaggregat (10) nachgeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Badspiegelmesseinrichtung (6) der ersten Kokille (3) mit einer Steuerung (11) für die Geschwindigkeit des gemeinsamen Ausziehaggregates (10) elektrisch verbunden ist und dass die Badspiegelmesseinrichtung (6') der weiteren Kokille (3') mit Regeleinrichtungen für die Zuflussmenge elektrisch verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtungen für die Zuflussmenge aus den Giessstrahl umfassende elektromagnetischen Spulen (15,21) bestehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtungen für die Zuflussmenge aus einer in die Ausgussdüse einmündenden Gaszuführeinrichtung (32) und aus einer Steuerung (33) für die Gasmenge bestehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussquerschnitt der Ausgussdüse (2) für die Referenzzuflussmenge in die erste Kokille (3) etwa 10% kleiner ist als die Durchflussquerschnitte der Ausgussdüsen (2', 31) für die weitere Kokille (3').

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (3) und die weitere _Ko-kille (3') in einem gemeinsamen Kokillenrahmen (4) angeordnet sind und dieser Rahmen (4) mit einer Oszillationseinrichtung (17) verbunden ist.

Zeichnung