DE2415224C3

DE2415224C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Kühlleistung von Schmalseitenwänden bei Plattenkokillen beim Stranggießen

Info

Publication number: DE2415224C3
Application number: DE19742415224
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. Winterthur; Zeller Josef Weesen;Koenig Peter J. Dr. Zumikon; Bruderer Werner Feldmeilen; Schmid Markus Zürich; Meier (Schweiz)
Original assignee: Concast AG
Current assignee: SMS Concast AG
Priority date: 1973-03-30
Filing date: 1974-03-29
Publication date: 1977-02-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Kühlleistung von Schmalseitenwänden bei Plattenkokillen beim Stranggießen, wobei die Schmalseitenwände zwischen Breitseitenwänden festgeklemmt werden, vor Gießbeginn der Formhohlraum zwischen den Schmalseitenwänden mit einem in Stranglaufrichtung konvergierenden, der Stahlqualität und der Strangbreite angepaßten Gießkonus versehen wird und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Stranggießen von Stahl wird auf allen Seiten des Stranges innerhalb der Kokille eine möglichst gleichmäßige Wärmeabfuhr angestrebt, öamit der Strang beim Verlassen der Kokille allseitig eine möglichst gleichmäßige Krustendicke aufweis,..

Durch formatbedingte unterschiedliche Schwingungswerte der Strangkruste auf den Schmal- und Breitseiten ist beim Gießen von Brammen das Anliegen der Strangoberfläche an den Schmal- und Breitseitenwänden der Kokille ungleich. Zusätzlich wird das Anliegen der Strangkruste an den Kokillenwänden auch

durch Ausbauchen, insbesondere der Breitseiten, beeinflußt Es ist üblich, die Schmalseiten des Formhohlraumes mit einem in Richtung des Kokillenausganges konvergierenden Gießkonus zu versehen und die Breitseiten des Formhohlraumes parallel oder mit ^ einem gegenüber den Schmalseiten unterschiedlichen Gießkonus auszuführen.

Es ist eine verstellbare Piattenkokille bekannt, die mit der Verstellung der Schmalseitenwände auf unterschiedliche Strangbreiten gleichzeitig den Gießkonus des Formhohlraumes zwischen diesen Wänden nach einem in Abhängigkeit der Strangbreite vorbestimmten Schwindungswert verändert Der eingestellte Gießkonus ist aber nur für einen kleinen Bereich der Gießgeschwindigkeit und der Gießtemperatur optimal, ,₅ d. h. das Anliegen der erstarrenden Kruste und damit die abgeführte Wärmemenge kann nur bei diesen Werten optimal sein. Bei Veränderung der GieEgeschwindigkeit und/oder der Gießtemperatur verändert sich auch die Schrumpfung und ergibt dadurch eine ungleiche Kühlung und Erstarrung der Strangkruste. Solche Unregelmäßigkeiten führen zu Rissen und erhöhen die Durchbruchsgefahr und den Kokillenverschleiß.

Es ist auch eine verstellbare Plattenkokille bekannt, die beim Einstellen der Querwände auf unterschiedliche Strangbreiten eine selbsttätige Einstellung der gewünschten Neigung dieser Querwände gegenüber einer in die Kokille einlegbaien Formateinstell-Lehre ermöglicht. Die Querwände sind an quer zu den Längswänden angeordneten Jochen schwenkbar befestigt und zwisehen den Querwänden und starren Trägern sind Federn angeordnet. Diese für eine vorbestimmte Gießgeschwindigkeit und Gießtemperatur einstellbare Kokille ergibt bei sich ändernden Gießparametern keine gleichmäßige und optimale Kühlung.

Es ist weiter eine Plattenkokille bekannt, die quer zur Stranglaufricntung in zwei Teile unterteilt ist, wobei der obere Teil keinen Gießkonus aufweist und die Wände des unteren Teiles federnd an die Strangoberfläche gedrückt werden. Zwischen den im unteren Teil angeordneten einander benachbarten Wänden sind Spalte vorgesehen, die eine freie Bewegung der Wände ohne gegeseitige Behinderung ermöglichen. Die auf diese Wände wirkende Federkraft muß einerseits der durch den ierrostatischen Druck erzeugten Kraft standhalten und andererseits darf die Federkraft die noch dünne Strangkruste nicht deformieren. Diese Vorrichtung ist zum Gießen mit wechselnden Gießparametern, wie der Gießgeschwindigkeit und der Gießtemperatur etc, ungeeignet, weil die Federkraft auf unterschiedliche Krustendicken bzw. Krustenfestigkeiten nicht anpaßbar ist. Im weiteren verschleißen solche durch Federn angepreßte Wände sehr rasch. Zusätzlich können solche Schmalseitenwände nicht zwischen den Breitseiten festgeklemmt werden, so daß im Bereich des Badspiegels eine Anwendung dieser Vorrichtung ausgeschlossen ist.

Auch ist eine Vorrichtung zum Verstellen des Formates einer Plattenkokille außerhalb des Gießbetriebes bekannt, bei der zuerst die Schmalseitenwände der Kokille ohne Veränderung des Gießkonus verschoben und entsprechend dem gewünschten Strangformat fixiert und anschließend der Gießkonus auf das gewünschte Maß einstellbar ist. Bei dieser Vorrichtung ist eine gleichmäßige Kühlung bei sich ändernden Gießparametern während des Gießens nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine optimale und gleichmäßige Kühlung innerhalb der Kokille bei sich ändernden Gießparametern, speziell der Gießgeschwindigkeit und der Gießtemperatur, ergeben. Im weiteren soll bei Hochleistungsstranggießanlagen ein Gießen mit großen Gießgeschwindigkeitsunterschieden bei verbesserter Strangqualität und verminderter Durchbruchgefahr ermöglicht werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß vor Gießbeginn der Gießkonus zusätzlich auf einen der vorgesehenen Gießgeschwindigkeit und/oder Gießtemperatur entsprechenden Sollwert adjustiert und bei Abweichung von der Gießgeschwindigkeit und/oder der Gießtemperatur während des Gießbetriebes der Gießkonus nach vorbestimmten, diesen wechselnden Gießparametern entsprechenden Sollwerten verändert wird.

Bei Anwendung dieses Verfahrens ist es möglich, optimale Kühlungsverhältnisse in Plattenkokillen auf der Schmalseite des Stranges, auch bei stark variierenden Gießgeschwindigkeiten, Gießtemperaturen etc. zu erzeugen. Dadurch besteht bei Brammenstranggießanlagen für große Gießgeschwindigkeiten, beispielsweise etwa 2 m pro min. die Möglichkeit, während des gleichen Gusses auch in einem Geschwindigkeitsbereich unter 1 m pro min mit vorbestimmter Kühlleistung zu fahren und Stränge mit optimaler Qualität und ohne erhöhtes Durchbruchsrisiko zu gießen. Die Gründe für das Gießen mit unterschiedlichen Gießgeschwindigkeiten in solchen Anlagen sind vielfältig. Als Beispiele seien erwähnt: langsames Angießen, Störungen im Metallzufluß zwischen Zwischengefäß und der Kokille bzw. Pfanne und Zwischengefäß, Anpassung der Gießzeit an den Konverterzyklus, reduzierte Gießgeschwindigkeit beim Gußende etc.

Die Anpassung des Gießkonus während oder kurz nach der Veränderung der Gießgeschwindigkeit, der Gießtemperatur oder anderer die Erstarrung beeinflussender Gießparameter kann nach verschiedenen Verfahren durchgeführt werden. Es ist beispielsweise möglich einen optimalen Sollwert der Konizität zwischen den Schmalseitenwänden in Abhängigkeit der Gießgeschwindigkeit und/oder der Gießtemperatur durch empirische Versuche zu bestimmen. Ein solcher optimaler Sollwert wird in der Regel in bezug auf eine gleichmäßige Erstarrung der Strangkruste gesucht. Dabei kann der Gießkonus auf vorbestimmte, der veränderten Gießgeschwindigkeit und/oder der veränderten Gießtemperatur entsprechende Sollwerte angepaßt werden. Sollwerte für den Gießkonus »K« werden in der Stranggießpraxis in °/o pro m angegeben.

Fs ist weiter möglich einen gewünschten Sollkühlleistungswert der Schmalseitenwände als Basiswert für die Konuseinstellung zu verwenden. Sowohl die Gießtem peratur als auch die Gießgeschwindigkeit sind Gießpa rameter, die die Kühlleistung der Kokillenwändi beeinflussen. Gemäß einem weiteren Kennzeichen de Erfindung kann die Kühlleistung der Schmalseitenwän de laufend gemessen, diese Meßwerte mit denjenigei der Ist-Gießgeschwindigkeit und/oder der Ist-Gießtem peratur entsprechenden Sollkühlleistungswert vergli chen und bei Abweichung zwischen dem Soll- un Ist-Kühlleistungswert der Gießkonus bis zum Erreiche der Sollkühlleistung angepaßt werden. Neben de Gießgeschwindigkeit und der Gießtemperatur wird di Kühlleistung der Schmalseitenwände durch die Strc mung im flüssigen Gießkopf, die Art und Menge de Gießpulverschlacke und durch unregelmäßige Abkül

^{StrangeS erzeu}8^te Biegekomponente beein-

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Eine weitere vorteilhafte Methode zur Anpassung des GieBkonus bei Veränderung eines die Kühlleistung der Schmalse.tenwand beeinflussenden Gießparämeters kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden wenn die spezifische Kühlleistung der Schmal- und der Breitseitenwände laufend gemessen, die Meßwerte der Schmal- und Breitseitenwände gegenseitig verglichen und das spezifische Ist-Kühlleistungsverhältnis zwi sehen diesen Wänden mit dem vorbestimmten spezifischen Soll-Kuhüe.stungsverhältnis diskriminiert und bei Abweichung zwischen dem spezifischen Soll- und Ist-Kuhlleistungsverhältnis der Gießkonus bis zum Erreichen des spezifischen Soll- Kühlleistungsverhält nisses angepaßt wird Nach dieser Methode wird die Wärmeabfuhr im Strang bzw. das Wachstum der Strangschale in Abhängigkeit der Summe der dafür maßgebenden Gießparameter gesteuert. Gleichzeitig werden dabei alle Gießparameter _und auch ä f unkontrollierbaren Einflußfaktoren, wie Ausdehnungen mnerhalb der Kokille oder durch die SekundäSlun" erzeugten Biegemomente im Strang etc. berücksichtigt

Der Soll-Konus kann bei gegebenen Gießparametern wahrend des Gießbetriebes vorteilhaft eruiert werden wenn die Kühlleistung der Schmalseitenwände laufend gemessen, bei Veränderung des Gießkonus K die Abweichung der Kühlleistung Δ Q (Kcal/cm? - see) nach der Abweichung des Konus Δ K (%/m) differen-

TnL-ün ^{aUS der SO erhaltenen} Kurve der dem Sollkuh le.stungswert zugehörige Sollkonus bestimmt *"* '".^{der Ri}*^el 'iegen die Werte für S Sollkuhlleistung bzw. den Sollkonus bei einer differen

zierten Kurve yf . die einen steigenden und einen anschließenden horizontalen Ast aufweist im Über gangsbereich zwischen dem steigenden' und derr" horizontalen Ast ^m

Damit die Kraft zum Verstellen des Gießkonus des Formhohlraumes zwischen den Schmalseitenwänden _Aa wahrend eines laufenden Gusses minimal gewählt werden kann und bei unterschiedlichen Gießgeschwindigkeiten maßhaltige Brammen produzierbar sind sowie gleichzeitig keine Verstellung der unmittelbar der Kokille nachfolgenden Strangführung notwendig ist. kann, nach einem Kennzeichen der Erfindung beim Anpassen des Gießkonus das dem Nennmaß des Stranges entsprechende Maß des Formhohlraumes am Kokillenausgang zwischen den Schmalseiten beibehal ten werden. Die Kokille wird dabei in der Re_Eel so ausgerüstet, daß die der Platte für die Konusverstellung zugeordnete, schwenkbare Verbindung durch eine parallel zu den Schmalseitenwänden verlaufende Achse bestimmt ist, die nahe einer durch den Kokillenausgang gebildeten Ebene liegt. ^{6 g}

Die Kraft zum Verstellen des GieBkonus während des GieBbetnebes kann relativ klein gehalten und ein Zerkratzen der Kupferplatten der Breitseitenwände kann vermindert werden, wenn, nach einem zusätzli- i_{st an} ,

:hen Merkmal der Erfindung, die Kraft zum Festklem- 6ο SeE* Tien der Schmalseitenwände während der Verstellunp 7 · , «f etwa den zweifachen Wert der duS den "^"

errostatischen Druck wirkenden Gegenkraft reduziert ind nach der Verstellung wieder auf den Wert vor der herstellung erhöht wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kennzeichnet ich dadurch, daß zwischen dem Tragrahmen und der .chmalseitenwand eine mit dieser schwenkbar verbun-

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dene Platte angeordnet ist und daß alternativ die eine der beiden Verstelleinrichtungen am Tragrahmen und an der Platte sowie die andere Verstelleinrichtung an der Platte und an der Schmalseitenwand befestigt sind, Die Klemmkraft der Breitseitenwände kann während der Anpassung des Gießkonus an unterschiedliche Gießparameter unverändert verbleiben und gleichzeitig ein Verschleiß der Kupferplatten der Breitseiten vermieden werden, wenn, nach einem Merkmal der ι Erfindung, die Konusverstelleinrichtung an der Platte und an der Schmalseitenwand und die Einrichtung zum Verstellen des Formhohlraumes an unterschiedliche Strangabmessungen an der Platte und am Tragrahmen befestigt sind, wobei die mit der Schmalseitenwand durch die Achse verbundene Platte zwischen den Breitseitenwänden einklemmbar und das die Formhohlraumbreite bestimmende Maß der Platte gegenüber der Schmalseitenwand bis 2 mm größer ist.

Eine weitere vorteilhafte Kokillenkonstruktion zeichnet sich dadurch aus, daß die Konusverstellcinrichtung an der Platte und am Tragrahmen, die Einrichtung zum Versiellen des Formhohlraumes an unterschiedliche Strangabmessungen an der Platte und an der Schmalseitenwand befestigt sind und daß die Platte zusammen mit der Schmalseitenwand um die am Tragrahmen angeordnete Achse schwenkbar sind.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren von Beispielen zu entnehmen.

Dabei zeigen

F ι g. 1 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt auf einen Teil einer Plattenkokille,

F ι g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der F i g. 1.

r ι g. 3 eine Draufsicht auf ein anderes Beispiel einer teilweise dargestellten Plattenkokille,

£ ι g- 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der l· ι ε. 3.

r 'g- 5 eine schematisch dargestellte Plattenkokille mit einer Steuereinrichtung und

kp^H¹'⁶r>^ein _o ^{Diagramni der} Kühlleistung in Abhängigen des Gießkonus.

Stln^d.^{en Fig}" ' ^{Und 2 ist mit} f ^eine Plattenkokille zum Stahlstranggießen bezeichnet. Eine feststehende 2 und eine bewegliche Breitseitenwand 2' sowie Schmalseitenwanae 3 begrenzen den Formhohlraum 4. Eine schmalseitenwand 3 besteht aus einer dem Formhohlraum 4 zugewandten Kupferplatte 7 und einer Stutzplatte 8. Die Wände 2, 2', 3 sind in einem um die ivoiaile verlaufenden Tragrahmen 5 abgestützt. Durch ^{Nrafl von} Kolbenzylindereinheiten 6 werden die en 3 zwischen den Breitseiten 2, 2' festge

Boten ist

tretenen des Formhohlraumes 4 an unter- -ne Strangabmessungen ist an der Schmalseitenan einer Platte 17 eine Einrichtung befestigt 'er Spindel 11 und einem mit dieser Spindel 11 !wirkenden Verstellgetriebe 12 besteht. Die ι« mit der Schmalseitenwand durch einen gelenkig verbunden. Das Verstellgetriebe 12 Hatte 17 befestigt die ihrerseits mit einem mit dem Tragrahmen 5 verbunden ist Schwenkplatte 17 und der Schmalseiteneinsetzbare Stutzlehren

6₅

des Gießkonus w ährend des Gießbe-Platte 17 und am Tragrahmen 5 eine ichtung angeordnet Eine Spindel 21 Verstellgetriebe 22 zusammen, das am ⁵ befestigt ist. Beim Bewegen der Spindel

21 wird die Platte 17 zusammen mit der Schmalseitenwand 3 um eine quer zur Stranglaufrichtung 24 und parallel zu den Schmalseitenwänden 3 verlaufende Achse 25 verschwenkt. Die Achse 25 ist nahe der durch den Kokillenausgang gebildeten Ebene 27 und das Verstellgetriebe 22 in Stranglaufrichtung 24 gesehen vor dieser Achse 25 angeordnet. Durch diese Anordnung der Achse 25 kann erreicht werden, daß beim Verstellen des Gießkonus während dem Gießbetrieb mittels dem Verstellgetriebe 22 das dem Nennmaß des Stranges zugeordnete Maß 28 des Formhohlraumes 4 am Kokillenausgang zwischen den Schmalseiten praktisch beibehalten werden kann. Die Verstellgetriebe 12 und 22 sind mit nicht dargestellten elektrischen Antrieben versehen. Andere Verstelleinrichtungen, beispielsweise hydraulische, können Anwendung finden.

In den F i g. 3 und 4 ist eine andere Lösung dargestellt. Der Kokillenaufbau in bezug auf den Tragramen 5, den darin abgestützten Breitseitenwänden 2, 2' und den Kolbenzylindereinheiten 6 ist gleich wie für die F i g. 1 und 2 beschrieben.

Zum Verstellen des Formhohlraumes in bezug auf die Strangbreite ist eine Spindel 32 einerseits mit einer Platte 31 und andererseits mit dem Tragrahmen 5 verbunden. Diese Spindel 32 kann mittels eines Verstellgetriebes 33 angetrieben werden. Das Verstellgetriebe 33 ist am Tragrahmen 5 befestigt. Zwischen der Platte 31 und dem Tragrahmen 5 sind die formatabhängigen Einstell- und Stülzlehren 20 eingehängt. Mit der Platte 31 ist ein Verstellgetriebe 35 verbunden, das mit einer Spindel 36 zusammenwirkt und zum Verstellen der Konizität des Formhohlraumes zwischen den Schmalseitenwänden dient. Dabei wird die Schmalseitenwand 3 um eine Achse 37 verschwenkt. Die Mittellinie der Achse 37 liegt auf der Kokillenausgangsebene 27. Die Achse 37 verbindet die Schmalseitenwand 3 gelenkig mit der zwischen der Schmalseiten wand 3 und dem Tragrahmen 5 angeordneten Platte 31. Das die Formhohlraumbreite bestimmende Maß 38 der Klemmwände 31 ist gegenüber der Schmalseitenwand 3 bis 7 mm größer. Die durch die Kolbenzylindereinheit 6 erzeugte Klemmkraft wird damit im Kaltzustand der Kokille vollständig durch die Platte 31 aufgenommen. Durch die Erwärmung der Kupferplatte 7 während des Gießbetriebes schließt sich, speziell im Badspiegelbereich, der im Kaltzustand der Kokille vorhandene Spalt 39. Zur Vermeidung des Eindringens von Stahlspritzern beim Angießen in den Spalt 39 kann die Stoßfuge mittels Klebebändern abgedeckt werden. Ein Verschwenken der Schmalseitenwände 3 während des Gießbetriebes ist bei dieser Lösung mit geringen Kräften und ohne Veränderung der Anpreßkraft der Kolbenzylindereinheiten 6 möglich.

In F i g. 5 ist mit 50 eine Plattenkokille für Brammen bezeichnet die sich, wie bereits beschrieben, im wesentlichen aus den beiden Breitseitenwänden 2, 2' und aus den beiden Schmalseitenwänden 3 zusammengesetzt Die Kokill^nwände besitzen Kühlkammern 63-70, die bestimmte Kühlbereiche umfassen. Der Einfachheit halber sind die Kühlkammern in Stranglaufrichtung nicht unterteilt. Wenn es erwünscht ist, kann die Kühlleistung durch Unterteilen der Kühlkammern quer zur Stranglaufnchtung differenziert gemessen und ausgewertet werden. Jeder Kühlkammer 63 — 70 sind Wasserzu- und -abflußleitungen 72 zugeordnet An die Wasserzu· und -abflußleitungen 72 der Breitseiten 2, 2' sind Meßglieder 59 /ur Bestimmung der abgeführten Wärmemengen bzw. der Kühlleistung angeschlossen. In den Meßgliedern 59 wird gleichzeitig ein Durchschnittswert der Kühlleistung der Kühlkammern 63,64 bzw. 65, 66 gebildet, welcher einem Durchschnittsbildner 55 zugeleitet wird. Die Kühlleistung der beiden Kühlkammern 67,68 bzw. 69,70 der Schmalseitenwände 3 wird in Meßgliedern 5Γ bzw. 51 gemessen und als Durchschnittswert 52, 52' Differenzwertbildnern 53, 54 bzw. 53', 54' zugeführt. Den Differenzwertbildnern 53, 53' wird ferner ein Ausgangssignal 74 des Durchschnittswertbildners 55 eingegeben. Die Differenzwertbildner 53, 53' erzeugen Differenzwertsignale 56, 56', die der Differenz zwischen der Kühlleistung der entsprechenden Schmalseite und den Breitseiten entspricht Diese Signale 56,56' werden einem Rechner 58 zugeführt. Die Diffcrenzwertbildner 54, 54' erzeugen Differenzwertsignale 57, 57', resultierend aus den Ist-Kühlleistungen der Schmalseiten und einem Signal 73 für die vorbestimmte, der Ist-Gießgeschwindigkeit und/oder der Ist-Gießtemperatur zugeordneten Soll-Kühlleistung der Schmalseiten. Der Rechner 58 kann wahlweise mechanische Stellglieder 60,60' für die Verstellung der Konizität der Schmalseiten entweder nach dem Signal 56 oder nach dem Signal 57 steuern. Werden die Stellglieder 60, 60' nach den Signalen 56, 56' gesteuert, so wird die Kühlleistung der Schmalseitenwände durch Veränderung des Gießkonus laufend einem vorbestimmten Kühlleistungsverhältnis zwischen den Schmal- und Breitseitenwänden angepaßt. Dadurch ist ein gleichmäßiges Kühlleistungsverhältnis zwischen den Schmal- und Breitseiten der Kokille erreichbar. Bei diesem Verfahren ist es möglich, daß ein Differenzwert 57, 57' gegenüber einem vorbestimmten der Gießgeschwindigkeit etc. angepaßten Soll-Kühlleistungswert der Schmalseiten entsteht. Werden die Stellglieder 60,

3S 60' nach den Signalen 57, 57' gesteuert, so wird unabhängig von der Kühlleistung der Breitseiten die Kühlleistung der Schmalseitenwändc laufend gemessen und der Gießkonus entsprechend einem vorbestimmten Soll-Kühlleistungswert eingestellt. Die jedem Format zugeordneten Kühlflächen der Schmal- und Breitseiten sind im Rechner 58 eingegeben, so daß die spezifische Kühlleistung in Kcal pro cm· see laufend nachgerechnet werden kann.

Der Rechner kann das mechanische Stellglied auch nach beliebig kombinierbarem Programm der beiden Differenzwertsignale 56 und 57 steuern.

Die beschriebenen Vorrichtungen zum Anpassen des Gießkonus der Sehmalseiiemvände während des Gießbetriebes an unterschiedliche Gießparameter funktionieren wie folgt: Mit einer Hochleistungssvranggießmaschine soll beispielsweise eine Sequenz von mehreren Güssen gegossen werden. Das Strangformat ist 2000 χ 250 mm, die Soll-Stranggießgeschwindigkeit 2 m/min und die Maximalstranggießgeschwindigkeit 2,5/min. Vor Gießbeginn wird der in Gießrichtung ■ konvergierende Gießkonus des Formhohlraumes zwischen den Schmalseitenwänden entsprechend der Anfahrgeschwindigkeit von 1 m/min der Strangbreite und der Stahlqualität auf 0,9% pro m eingestellt. Der erwähnte Gießkonus »K« in % pro m wird nach der folgenden Formel berechnet:

%K pro m =

IB
Bw

100

Dabei bedeutet Δ B die Differenz in mm der oberen und der unteren Breite des konischen Formhtlraumes 4, Bu das Maß in mm der kleineren Breite des

709 608 317

Formhohlraumes 4 und L die Höhe in m des Formhohlraumes 4. Nach Entkupplung des Anfahrstranges soll während des laufenden Gusses der Gießkonus auf ein der Sollstranggießgeschwindigkeit von 2 m/min zugehörigen Maß verstellt werden. Zu diesem Zweck wird vor dem Verstellen die auf die Breitseiten wände 2' wirkende Klemmkraft bis auf etwa den 2fachen Wert der auf die Breitseitenwände durch den ferrostatischen Druck wirkenden Gegenkraft reduziert. Die Konizität der Schmalseitenwände wird nun gleichzeitig während der Erhöhung der Gießgeschwindigkeit auf 2 m/min auf einen Gießkonus von 0,5% pro m verändert. Nach dem Verstellen wird die Klemmkraft wieder auf einen mindestens 5fachen Wert der auf die Breitseitenwände wirkenden Gegenkraft erhöht

Bei Verwendung einer Kokille gemäß den F i g. 3 und 4 ist eine Reduzierung der Klemmkraft während der Verstellung des Gießkonus nicht notwendig.

Bei Kokillen, die mit Einrichtungen zum Messen der Kühlleistung in den Schmalseitenwänden ausgerüstet sind, können nach der Anpassung des Gießkonus an die veränderte Gießgeschwindigkeit die Ist-Kühlleistungswerte der beiden Schmalseiten mir. dem der veränderten Gießgeschwindigkeit vorbestimmten Sollkühlleistungswert verglichen werden. Stimmen die Ist- und Sollwerte nicht überein, so wird mit dem erhaltenen Abweichungssignal der Gießkonus auf einer oder auf beiden Schmalseiten verstellt.

Weitere Verstellungen des Gießkonus sind beispielsweise notwendig, wenn aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise infolge eines Stopfenläufers, während einer bestimmten Zeit mit der maximalen Gießgeschwindigkeit von 2,5 m/min gegossen werden muß. Vor dem Gießende wird die Gießgeschwindigkeit stufenweise auf etwa 0,8—Im/min unter Anpassung des Gießkonus auf einen Wert von 0,8 — 0,9% pro m reduziert.

Wird der Gießkonus einer veränderten Gießiemperatür angepaßt, so geschieht dies auf die gleiche Art unc Weise wie bei einer Veränderung der Gießgeschwindigkeit. Eine höhere Gießtemperatur verzögert die Erstarrung der Strangkruste in der Kokille ähnlich wie eine höhere Gießgeschwindigkeit. Die Kühlleistung der Schmalseitenwände wird dabei vergrößert. Die Anpassung des Gießkonus erfordert somit bei Erhöhung der Gießtemperatur eine Verkleinerung bzw. bei Erniedrigung der Gießtemperatur eine Vergrößerung der

ίο Konizität.

Der optimale Gießkonus K (Sollwert) des Gießkonus während des Gießbetriebes kann in Abhängigkeit aller einwirkenden Gießparameter, wie Gießgeschwindigkeit, Gießtemperatur, Strangformat, Stahlqualität, Art der Gießpulverschlacke etc., wie folgt bestimmt werden: Wird in einem Diagramm, wie in F i g. 6 gezeigt, auf der Vertikalen die Kühlleistung Q (Kcal/cm² ■ see) und auf der Horizontalen der Konus K (in % pro m) aufgetragen, so steigt im Abschnitt 80 mit zunehmendem Konus K die Kühlleistungskurve 85 vom Konus = Null zu höheren Kühlleistungswerten an und biegt dann im Abschnitt 81 in eine annähernd horizontale Kurve. Der optimale Konus K (gute Kühlleistung und relativ wenig Verschleiß) liegt in der

Regel in der Übergangskurve im AbschniU 81 vom steigenden zum horizontalen Kurvenast im Abschnitt 82. Die gezeichnete Kurve 85 ist nur für ein Beispie! gültig, weil je nach Art der Kokille und der Gießparameter die dargestellte Kurve abweichen kann.

Durch Differenzierung der Abweichungen ^-Q- ist der

gesuchte Kurvenbereich während des Gießbetriebes rasch zu ermitteln. Mit einem an der Stranggießanlage angeschlossenen Rechner kann die optimale Kühlleistung in Abhängigkeit des Konus auch automatisch unter Berücksichtigung aller auf die KühlHstung einwirkenden Gießparameter bestimmt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Steuern der Kühlleistung von Schmalseitenwänden bei Plattenkokillen beim Stranggießen, wobei die Schmalseitenwände zwischen Breitseitenwänden festgeklemmt werden, vor Gießbeginn der Formhohlraum zwischen den Schmalseitenwänden mit einem in Stranglaufrichtung konvergierenden, der Stahlqualität und der Strangbreite angepaßten Gießkonus versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor Gießbeginn der Gießkonus zusätzlich auf einen der vorgesehenen Gießgeschwindigkeit und/oder Gießtemperatur entsprechenden Sollwert adjustiert und ,₅ bei Abweichung von der Gießgeschwindigkeit und/oder der Gießtemperatur während des Gießbetriebes der Gießkonus nach vorbestimmten, diesen wechselnden Gießparametern entsprechenden Sollwerten verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlleistung der Schmalseitenwände laufend gemessen, diese Meßwerte mit demjenigen der Ist-Gießgeschwindigkeit und/oder Ist-Gießtemperatur entsprechenden Sollkühlleistungswert verglichen und bei Abweichung zwischen dem SoIl- und Ist-Kühlleistungswert der Gießkonus bis zum Erreichen der Soll-Kühlleistung verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Kühlleistung der ^₀ Schmal- und Breitseitenwände laufend gemessen, diese Meßwerte der Schmal- und Breitseitenwände gegenseitig verglichen und das spezifische Ist-Kühlleistungsverhältnis zwischen diesen Wänden mit dem vorbestimmten spezifischen Soll-Kühlleistungs- ^ verhältnis diskriminiert und bei Abweichung zwischen dem spezifischen Soll- und Ist-Kühlleistungsverhähnis der Gießkonus bis zum Erreichen des spezifischen Soll-Kühlleistungsverhältnisses verändert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlleistung der Schmalseitenwände laufend gemessen, bei Veränderung des Gießkonus K die Abweichung der Kühlleistung Δ Q (Kcal/cm² · see) nach der Abweichung des Konus Δ K (%/m) differenziert und aus der so erhaltenen Kurve der dem Sollkühlleistungswert zugehörige Sollkonus bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer differenzierten Kurve Δ Q/Δ K, die einen steigenden und einen anschließenden horizontalen Ast aufweist, die Werte tür Sollkühlleistung und den Sollkonus aus dem Übergangsbereich zwischen steigendem und horizontalem Ast gewählt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anpassen des Gießkonus das dem Nennmaß des Stranges entsprechende Maß des Formholraumes am Kokillenausgang zwischen den Schmalseiten beibehalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft zum Festklemmen der Schmalseitenwände während der Verstellung auf etwa den zweifachen Wert der durch den ferrostatischen Druck wirkenden Gegenkraft reduziert und nach der Verstellung wieder auf den Wert vor der Verstellung erhöht wird.

8. Plattenkokille zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7. wobei die zwischen den Breitseitenwänden festklemmbaren Schmalseitenwände mit Einrichtungen zum Verstellen des Formhohlraumes an unterschiedliche Strangabmessüngen und mit Einrichtungen zum Verstellen des Gießkonus versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Tragrahmen (5) und der Schmalseitenwand (3) eine mit dieser schwenkbar verbundenen Platte (17,31) angeordnet ist und daß alternativ die eine der beiden Verstelleinrichtungen (21,22 bzw. 32,33) am Tragrahmen (5) und der Platte (17bzw. 31) sowie die andere Verstelleinrichtung (11, 12 bzw. 35, 36) an der Platte (17 bzw. 31) und der Schmalseitenwand (3) befestigt sind.

9. Plattenkokille nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die der Platte (17, 31) für die Konusverstellung zugeordnete schwenkbare Verbindung durch eine parallel zu den Schmalseitenwänden (3) verlaufende Achse (25, 37) bestimmt ist, die nahe einer durch den Kokillenausgang gebildeten Ebene (27) liegt.

10. Plat'enkokille nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusverstelleinrichtung (35, 36) an der Platte (31) und an der Schmalseitenwand (3) und die Einrichtung (32,33) zum Verstellen des Formhohiraumes (4) an unterschiedliche Strangabmessungen an der Platte (31) und am Tragrahmen (5) befestigt sind, wobei die mit der Schmalseitenwand (3) durch die Achse (37) verbundene Platte (31) zwischen den Breitseitenwänden (2,2') einklemmbar und das die Formhohlraumbreite bestimmende Maß (38) der Platte (31) gegenüber der Schmalseitenwand (3) bis 2 mm größer ist.

11. Plattenkokille nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusverstelleinrichtung (21,22) an der Platte (17) und am Tragrahmen (5), die Einrichtung (11, 12) zum Verstellen des Formhohlraumes (4) an unterschiedliche Strangabmessungen an der Platte (17) und an der SchmaJseitenwand (3) befestigt sind und daß die Platte (17) zusammen mit der Schmalseitenwand (3) um die am Tragrahmen (5) angeordi.ete Achse (25) schwenkbar sind.