[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Angießen einer Stahlbandgießanlage mit einer
Kokille mit gekühlten Schmalseitenwänden und Breitseitenwänden, die zur Aufnahme
eines Gießrohres oberhalb eines formatbestimmenden Parallelabschnitts im Bereich
der Breitseitenwände einen nach oben erweiterten Eingießbereich aufweist.
[0002] Durch die DE-PS 887 990 ist es bekannt, beim Stranggießen von Brammen in einer Kokille
mit erweitertem Eingießbe- reich, die Gießbedingungen so festzulegen, daß der flüssige
Metallsumpf sich bis in den Parallelabschnitt erstreckt.
[0003] Die Forderung, den flüssigen Metallsumpf ständig bis unterhalb des Eingießbereichs
d.h. im formatbestimmenden unteren Bereich der Kokille zu halten ist beim Angießen
der Stahlbandgießanlage besonders schwierig zu erfüllen, da einerseits die einströmende
Schmelze an den kalten Kokillenwänden und an dem die Kokille verschließendem Anfahrkopf
besonders schnell abkühlt andererseits bei zu hoher Austrittsgeschwindigkeit Metallschmelze
zu oberen Bereichen der Kokillenwandungen hochspritzt und anbackt, wodurch die Strangschalenbildung
behindert und Durchbrüche verursacht werden können. Eine zusätzliche Erschwernis besteht
darin, daß das zum Schutz gegen Schmelzenspiegeloxydation und zur Schmierung erforderliche
Gießpulver erst auf den Schmelzenspiegel aufgebracht werden kann, nachdem die Gießrohraustrittsöffnungen
vollständig von der Schmelze bedeckt sind. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß
ein unzulässig hoher Ausziehwiderstand selbst dann auftreten kann, wenn der flüssige
Metallsumpf sich bis in den Parallelabschnitt der Kokille erstreckt. Die geschilderten
Probleme führen inner halb des kurzen Angießzeitraumes auf der Gießbühne zu Über-
forderung des Bedienungspersonals und damit zu Bedienungsfehlern.
[0004] Danach ist Aufgabe der Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zum Angießen einer
Stahlbandgießanlage, das den gegensätzlichen Anforderungen bei Verwendung einer Bandgießkokille
mit erweitertem Eingießbereich Rechnung trägt und bei dem unter Betriebsbedingungen
sowohl eine kurze Angießzeit erreicht, als auch ein Steckenbleiben des Bandes in der
Kokille vermieden wird.
[0005] Die gestellte Aufgabe wird im Prinzip dadurch gelöst, daß der durch die Wirksamkeit
der Vorschmierung und Reoxidation des nicht abgedeckten Badspiegels begrenzte Zeitraum
besser ausgenutzt wird.
[0006] Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Höhenlage des Gießspiegels wegverfolgt
wird, daß der Bandabzug zwischen Auffüllung des formatbestimmenden Abschnittes der
Kokille und Bedecken der Gießrohraustrittsöffnungen gestartet und bis zur Erreichung
der Sollgießspiegelhöhe auf eine Mindestabzugsgeschwindigkeit v
Bm erhöht wird, bei welcher der Gießsumpf unterhalb des formatbestimmenden Abschnittes
bleibt.
[0007] Das neue Verfahren ermöglicht eine genauere Regelung und Automatisierung des Angießvorganges,
wodurch das Bedienungspersonal entlastet, Bedienungsfehler vermieden und die Betriebssicherheit
insgesamt verbessert werden. Das Verfahren trägt insbesondere der Tatsache Rechnung,
daß sich innerhalb des Metallsumpfes ausgehend von der Strangschale eine heterogene
Zone des Kristallwachstums ausbildet. Dabei kann es durch unterschiedliches Wachstum
der Kristalle gegenüberliegender Wandungen bereits im Eingießbereich zur Bildung von
Brücken kommen, die einer Reduzierung der Banddicke einen Widerstand entgegensetzen
und die Bandausförderung behindern.
[0008] Beim Gießen von 50 mm dicken Stahlbändern wird der Strangabzug zwischen 15 und 25
Sek. nach dem Eingießbeginn gestartet. Die Mindestabzugsgeschwindigkeit beträgt 1,1
m/min.
[0009] Die jeweilige Höhenlage des Gießspiegels wird vorteilhaft durch Temperaturmessung
innerhalb der Kokillenwände ermittelt.
[0010] Die Höhenlage des Gießsumpfendes wird durch kontinuierliche Kraftmessung an der Breitseitenoberfläche
des Bandes unmittelbar unterhalb der Kokille ermittelt. Die Höhenlage des Gießsumpfendes
kann alternativ durch kontinuierliche Ultraschallmessung in Banddickenrichtung unmittelbar
unterhalb der Kokille ermittelt werden.
[0011] Das Gießrohr kann zum Angießen in eine untere Angießposition gebracht werden und
nach Bedecken der Gießrohraustrittsöffnungen in eine normale Betriebsstellung angehoben
werden. Mit dem Beginn der Strangabzugsbewegung wird die Kokille oszillierend bewegt.
[0012] In einem Regelsystem für das erfindungsgemäße Verfahren werden Meßdaten der Gießspiegel-
und Gießsumpfendenlokalisierung fortlaufend einem Prozeßrechner zugeleitet und nach
Sollwert-Istwertvergleich die Bandabzugsgeschwindigkeit v
B und die entsprechende Eingießgeschwindigkeit v
E geregelt.
[0013] Der Zeitpunkt der Pulveraufgabe auf den Gießspiegel kann durch den Prozeßrechner
bestimmt werden.
[0014] Eine Stahlbandgießanlage zur Durchführung des Verfahrens weist im Eingießbereich
und im Parallelbereich der Breitseitenwände der Kokille mehrere Thermosensoren auf.
Zur Gießsumpfendenermittlung sind der Kokille unmittelbar nachgeordnete Strangführungselemente
mit Kraftsensoren versehen.
[0015] Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 schematisch eine Stahlbandgießanlage mit einem Querschnitt der Kokille,
Fig. 2 einen Längsschnitt der Kokille gemäß der Linie II-II,
Fig. 3 vier in Kokillenquerschnitte eingezeichnete Phasen des Angießvorganges und
Fig. 4 je ein Diagramm für die Eingießgeschwindigkeit und die synchrone Bandabzugsgeschwindigkeit.
[0016] In einer Stahlbandgießanlage gemäß Fig. 1 und 2 fließt Stahlschmelze 1 aus einem
Gießbehälter 2 von einem höhenverstellbaren Stopfen 3 geregelt durch ein Gießrohr
4 in eine Kokille 5, die von zwei gegenüberliegenden Breitseitenwänder 6 und zwei
Schmalseitenwänden 7 gebildet wird. Breitseitenwände 6 und Schmalseitenwände 7 sind
mit Kühlkanälen 8 versehen. Eine Oszillationsvorrichtung für die Kokille ist durch
Pfeile 9 angedeutet. Die Breitseitenwände 6 bilden oberhalb eines formatbestimmenden
Parallelabschnittes 10 einen sich nach oben erweiternden Eingießbereich 11 zur Aufnahme
des Gießrohres 4.
[0017] Die bei Gießbeginn zuerst in die Kokille 5 einströmende Stahlschmelze 1 verbindet
sich mit einem Anfahrkopf 12 der an einem Anfahrstrang 13 befestigt ist. Der sich
bildende Gießspiegel 14 steigt über die seitlichen Ausflußöffnungen 15 des Gierohres
4 an und wird danach zur Schmierung und zu Verhinderung der Oxydation durch Gießpulver
abgedeckt. Zur Ermittlung der momentanen Höhe des Gießspiegels 14 sind in den Breitseitenwänden
Thermoelemente 16 vorgesehen. Der Anfahrstrang 13 befindet sich bei Gießbeginn in
einer der Kokille nachgeordneten aus Rollen 17 bestehenden Strangführung. Am Ende
der Strangführung ist ein Treiber 18 zur Ausförderung zunächst des Anfahrstranges
13 und anschließend des gegossenen Stahlbandes angeordnet. Unmittelbar unterhalb
der Kokille 5 ist eine Messeinrichtung 19 zur Ermittling der von ferrostatischen
Druck auf die Bandschale 22 wirkenden Kraft angeordnet. Hierzu werden Kraftsensoren
19 verwendet.
[0018] Die Meßdaten der Thermoelemente 16 und Kraftsensoren 19 werden einem Prozeßrechner
20 zugeleitet, der nach Sollwert-Istwertvergleich die erforderliche Bandabzugsgeschwindigkeit
v
B für die Treiber 18 und die entsprechende Eingießgeschwindigkeit v
E für das Stellgerät 21 des Stopfens 3 bestimmt.
[0019] Wie aus Fig. 3 zu ersehen, erstarrt der flüssige Stahl an den gekühlten Brietseitenwänden
6 und Schmalseitenwänden 7 der Kokille 5 zu Bandschalen 22, deren Dicke nach unten
zunimmt. Die im Bereich des erweiterten Eingießbereichs 11 an den Breitseitenwänden
6 sich bildenden Bandschalen 22 werden im Verlauf der Absenkbewegung zum formatbestimmenden
Parallelabschnitt 10 einander genähert.
[0020] Vor Gießbeginn werden die Kokillenwandungen 6, 7 geschmiert. Danach läuft das in
Fig. 3 in Phasen A, B, C, D - F und in Fig. 4 in Diagrammen für die Eingießgeschwindigkeit
v
E und die Bandabzugsgeschwindigkeit v
B synchron dargestellte Angießverfahren ab.
[0021] Mit A ist der Beginn der Stahlzufuhr v
E bezeichnet. Sobald der Gießspiegel 14 den Parallelabschnitt 10 der Kokille 5 verlassen
hat (Hʹ), wird in der Phase B der Strangabzug gestartet und bis zum Zeitpunkt C auf
einen Wert gebracht, bei dem das Gießsumpfende 23 aus dem Parallelabschnitt 10 wandert.
Nachdem der Gießspiegel 14 die Ausflußöffnungen 15 des Gießrohres 4 bedeckt hat (Hʹʹ),
kann das Gießpulver aufgebracht werden. Durch weitere Steigerung von v
E und v
B erreicht der Gießspiegel 14 zum Zeitpunkt D seine Sollhöhe (H
soll). Im Zeitabschnitt B-D ist die Mindestabzugsgeschwindigkeit v
Bm eine Funktion der momentanen Badspiegelhöhe H im Eingießbereich 11. Nach einer Stabilisierungsphase
D - E werden v
E und v
B in gegenseitiger Abhängigkeit auf die vorgesehenen Betriebswerte bei F hochgefahren.
1. Verfahren zum Angießen einer Stahlbandgießanlage mit einer Kokille mit gekühlten
Schmalseitenwänden und Breitseitenwänden, die zur Aufnahme eines Gießrohres oberhalb
eines formatbestimmenden Parallelabschnitts im Bereich der Breitseitenwände einen
nach oben erweiterten Eingießbereich aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhenlage des Gießspiegels (14) wegverfolgt wird, daß der Strangabzug zwischen
Auffüllung des formatbestimmenden Parallelabschnittes (10) der Kokille und Bedecken
der Gießrohraustrittsöffnungen (15) gestartet und bis zur Erreichung der Sollgießspiegelhöhe
auf eine Mindestabzugsgeschwindigkeit vBm erhöht wird, bei welcher das Gießsumpfende (23) unterhalb des formatbestimmenden
Parallelabschnittes (10) bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Gießen von 50 mm dicken Stahlbändern der Strangabzug zwischen 15 und 25
Sek. nach dem Eingießbeginn gestartet wird und die Mindestbandabzugsgeschwindigkeit
1,1 m/min beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhenlage des Gießspiegels (14) durch Temperaturmessung innerhalb der Kokillenwände
(6) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhenlage des Gießsumpfendes (23) durch kontinuierliche Kraftmessung an der
Breitseitenoberfläche des Bandes unterhalb der Kokille (5) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhenlage des Gießsumpfendes (23) durch kontinuierliche Ultraschallmessung
in Banddickenrichtung unterhalb der Kokille (5) ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gießrohr (4) zum Angießen in einer unteren Angießposition steht und nach
Bedecken der Gießrohraustrittsöffnungen (15) in eine obere Betriebsstellung angehoben
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kokille (5) mit dem Beginn des Strangabzuges oszillierend bewegt wird.
8. Regelsystem nach einem oder mehreren der Anspruch 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß Meßdaten der Gießspiegel- und Gießsumpfendenlokalisierung fortlaufend einem Prozeßrechner
(20) zugeleitet werden und nach Sollwert-Istwertvergleich die Bandabzugsgeschwindigkeit
VB und die entsprechende Eingießgeschwindigkeit VE geregelt werden.
9. Regelsystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Zeitpunkt Pulveraufgabe auf den Gießspiegel (14) durch den Prozeßrechner (20)
bestimmt wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7,
gekennzeichnet
durch mehrere im Eingießbereich (11) und im Parallelababschnitt (10) der Breitseitenwände
(6) angeordnete Thermoelemente oder Thermosensoren (16).
11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kokille unmittelbar nachgeordnete Strangführungselemente mit Kraftsensoren
(19) versehen sind.