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EP0611618A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Gusssträngen aus Metallen durch Stranggiessen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Gusssträngen aus Metallen durch Stranggiessen Download PDF

Info

Publication number
EP0611618A1
EP0611618A1 EP94102090A EP94102090A EP0611618A1 EP 0611618 A1 EP0611618 A1 EP 0611618A1 EP 94102090 A EP94102090 A EP 94102090A EP 94102090 A EP94102090 A EP 94102090A EP 0611618 A1 EP0611618 A1 EP 0611618A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
mold
casting
level
pull
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP94102090A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Dipl.-Ing. Holzgruber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inteco Internationale Techinsche Beratung GmbH
Original Assignee
Inteco Internationale Techinsche Beratung GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inteco Internationale Techinsche Beratung GmbH filed Critical Inteco Internationale Techinsche Beratung GmbH
Publication of EP0611618A1 publication Critical patent/EP0611618A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
    • B22D11/201Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock responsive to molten metal level or slag level

Definitions

  • the invention relates to a method for producing cast strands from metals - in particular from steels - by continuous casting in vertical or curved systems. Cast strands with round, square, rectangular or arbitrarily shaped cross sections are to be detected with the aim of keeping the casting level in the mold constant and casting at a previously defined casting speed.
  • the invention also relates to a device suitable for this method.
  • liquid metal is continuously fed through a pouring opening into the interior of a water-cooled mold, where a first strand shell forms in contact with the mold wall.
  • the strand withdrawal device also continuously withdraws the strand formed in the mold from the mold.
  • the supply of liquid metal into the mold must therefore correspond in terms of mass per unit of time to the mass of the cast strand drawn out by the extruders per unit of time.
  • DE-OS 34 22 901 describes a method of the type mentioned at the outset with automatic flushing or with a manual release of a constriction in the flow channel of an intermediate vessel equipped with a slide closure.
  • a free-running, uncontrolled spout is installed in the distributor, which has a flow opening which, at an average fill level of the distributor, gives approximately the flow corresponding to the desired casting speed.
  • the strand withdrawal speed is set so that the casting level in the mold remains approximately constant. Changes in the flow rate due to changes in the fill level of the metal in the distributor, due to erosion of the spout or an increase in the same are compensated for by manual or automatic adjustment of the strand withdrawal speed.
  • This type of control is preferably chosen for the casting of small cross-sections, since the closed, compact pouring jet - as it prevails when the pouring spout is free - is advantageous.
  • a disadvantage of this type of regulation remains that only partially calmed melts, which tend to form deposits in the spout, can be poured. Furthermore, the use of pouring jet protection, such as a snorkel, is also not possible.
  • the strand draw control is therefore preferably used for the casting of steels that are only quenched with Si.
  • a pouring opening in the intermediate vessel which can be closed by a movable stopper is used, which in the open state would result in a significantly higher outflow rate than the desired strand withdrawal speed or casting performance.
  • the strand withdrawal speed is set here on the driver to the desired value and the casting level in the mold is kept constant in that the flow of the metal through the pouring opening is throttled in a suitable manner by means of a corresponding setting and continuous readjustment of the movable stopper.
  • this type of regulation is preferably used for large casting cross sections, such as those used for casting blooms and slabs, but also for larger billet cross sections.
  • Plug automation is only suitable for automating the casting process because of the relatively poor control characteristics for large casting cross-sections.
  • the stopper control has advantages, however, when steel grades with defined Al contents, such as fine-grain steels, have to be cast. Such steels tend - especially at the narrowest point of the spout, where the highest flow rates prevail - to form approaches of Al2O3 excretions. This affects the flow rate. Since the stopper control always uses a significantly larger pouring opening than would be necessary to maintain the pouring speed, the metal flow can be adjusted again by adjusting the stopper as required by the strand withdrawal speed.
  • the flow rate can also be regulated with continuous pouring through the spout instead of a stopper - as is the standard practice with ladles today - with sliding or rotatable slide plates;
  • a stopper - as is the standard practice with ladles today - with sliding or rotatable slide plates;
  • the position of the casting level can preferably be measured by irradiating the mold by means of gamma rays emitted by a radioactive source, and deviations from the desired position of the casting level can be readjusted by automatically enlarging or reducing the pouring opening.
  • the strand withdrawal speed set on the driver remains largely constant or is changed in a targeted and gradual manner if the casting speed is to be increased or decreased in a targeted manner.
  • the continuous draw control is also well suited for automation of the casting process on continuous casting plants; the stopper control has less of an effect on automation, since stoppers have an unfavorable control characteristic.
  • the casting level can thus be kept constant automatically in a relatively simple manner by continuously adjusting the strand draw-off speed.
  • This casting technique can be used advantageously for the casting of small billet cross-sections from steels that are only quenched with Si. This process is not suitable for casting high-quality steels with aluminum-soaked steel, for which a pouring jet protection in the form of a snorkel immersed in the mold is also required.
  • the inventor has set itself the goal of improving a method and a device of the type mentioned at the outset and - as said - of simplifying the control of the casting level during continuous casting.
  • the bath level in the mold is continuously measured by a continuously operating measuring system and automatically kept constant by a semi or fully automatic control system.
  • the metal inflow from the distributor into the mold can be adjusted by changing the outflow cross-section, and the casting level in the mold is kept constant by continuously adapting the strand withdrawal speed.
  • the change in the outflow cross section can be brought about by adjusting a pouring plug or by actuating a slide plate.
  • the height of the casting level in the mold can be changed manually or automatically, the change in the level being preferably not more than 3 mm per minute.
  • the position of the outflow control member is to oscillate around a central position and, if necessary, the outflow control is to be represented by a hydraulic or mechanical device.
  • the signal of the mold level measuring system is the input signal for a first control element, which acts on the drive of the strand withdrawal system; the speed measured on the strand take-off system serves as an input signal for a second control element, which superimposes the first and acts directly on a hydraulically, pneumatically electromechanically actuated actuating element for adjusting the metal inflow into the mold.
  • the measured actual value 12 of the position of a mold level 12 in a mold, not shown, is compared with a previously defined target value 14 in a pull-out controller 16.
  • the latter supplies a speed V of a pull-out driver at 18, which is set on a driver motor 22 of the system via a speed controller 20.
  • a stopper control enables the casting of aluminum-calmed steels with or without pouring jet protection.
  • the installation of a snorkel as pouring jet protection is relatively easy to accomplish.
  • the stopper since the stopper has poor and inexact control characteristics, it is only poorly suited for automation of the casting process, for which a sensitive adjustability must be given. For this reason, the casting process is only automated to a limited extent on the basis of a stopper control, or is only carried out for large casting cross sections which are relatively insensitive to control deviations.
  • the slide control also enables the casting of aluminum-calmed steels with or without pouring jet protection, has the advantage of better controllability of the pouring stream and thus has advantages over stopper regulation.
  • the slide plates must be made very precisely and consist of very expensive, high-quality ceramic material.
  • the slide control for the casting of aluminum-calmed high-quality steels is a technically possible solution today, but it is relatively complex and not fully satisfactory for all applications.
  • Fig. 3 shows the control scheme of a stopper or slide control.
  • the actual value 30 of the position of the mold level 12 is compared to the previously defined target value 34 in the positioner 36.
  • the result of this control process is a specific plug and slide position 38, which is decisive for the flow rate in the mold.
  • the target value 44 of the pull-out speed is set on the driver motor 22 via a speed controller 20 m and the actual value 40 of the pull-out speed is continuously fed back via a tachogenerator 46 of the driver motor 22, so that an approximately constant pull-out speed is achieved.
  • Fig. 4 shows the time course of the position of the casting mirror 12, the pull-out speed and the stopper or slide position to Fig. 3.
  • the actual value 30 of the mold level 12 fluctuates around the target value 34, as does the actual value 40 of the pull-out speed around the corresponding target value 44.
  • the position of the stopper or slide is determined according to line 48 as the result of the mold level measurement. If the target value 44 of the pull-out speed is increased, the driver 22 immediately moves to the new target value and the stopper or slide must be changed in order to keep the casting level constant.
  • the method according to the invention enables, on the one hand, a targeted combination of the advantages of the strand draw and stopper control to automatically cast aluminum-calmed, high-quality steels with pouring jet protection and, at the same time, simple and good controllability of the mold level, and on the other hand, not only the respective disadvantages of the stopper and strand withdrawal control are avoided , but it is achieved in a surprisingly simple manner and avoiding expensive materials and workpieces and complicated handling steps, a result that is at least equivalent, if not superior, to the slide control.
  • the invention described here is thus a method for producing cast strands from metals, in particular from steels, according to the principle of continuous casting in vertical and curved systems, in which the bath level in the mold is continuously detected and carried out by a continuously acting measuring system a semi or fully automatic control system is automatically kept constant; the metal inflow from the distributor into the mold can be adjusted by changing the outflow cross-section, and the casting level 12 in the mold is kept constant by continuously adapting the strand withdrawal speed.
  • FIG. 5 shows a control scheme in this method according to the invention.
  • the actual value 10 of the position of the mold level 12 is compared with the target value 14 in the pull-out regulator 16, and as a result the pull-out speed V is set at 18 on the driver motor 22 via the speed regulator 20.
  • this pull-out speed is measured with the aid of a tachometer generator 49 and compared as an actual value 50 with a setpoint 54 in the positioner 36.
  • a stopper or slide position 38 is set.
  • the change in the outflow cross-section in the distribution vessel can be brought about both by a stopper and by a slide.
  • a desired and targeted change in the casting speed is brought about by changing the outflow cross section.
  • Another implementation variant of the method according to the invention provides that the height of the casting level in the mold can be changed, which is particularly desirable for reducing the wear on the snorkel when casting with casting powder.
  • the change in the height of the mold level should not exceed 3 mm per minute.
  • the strand withdrawal speed may fluctuate between two predetermined limits, with the metal inflow being readjusted by actuation of the outflow control member if the latter is exceeded or undershot.
  • a device which adjusts the outflow control element, ie the stopper or slide, by means of a hydraulic cylinder or hydraulic drive - or by means of a mechanically acting drive driven by a motor - can be helpful for carrying out the method according to the invention.
  • a strand take-off system which allows a sensitive, continuous adjustment of the strand take-off speed, is also used to carry out the method variants possible according to the invention.
  • the preferred embodiment of a system for carrying out the method according to the invention consists of a device for the continuous measurement of the metal level in the mold, which delivers a signal to a control assembly, which in turn continuously acts on the drive of the strand withdrawal device and adjusts the withdrawal speed so that the casting level in the mold remains constant as long as the strand withdrawal speed is within predetermined limits depending on the casting format.
  • the line withdrawal speed is continuously measured and recorded by a further control module in which the limit values are also stored. If the limit values are exceeded or undershot, this second control group acts directly on the drive of the outflow control and thus causes a change in the metal inflow into the mold by adjusting the outflow control element.

Landscapes

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

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen von Gußsträngen aus Metallen, insbesondere aus Stählen, durch Stranggießen in Vertikal- oder Bogenanlagen wird der Badspiegel in der Kokille durch ein kontinuierlich wirkendes Meßsystem laufend erfaßt und durch ein halb- oder vollautomatisches Regelsystem bevorzugt selbsttätig konstant gehalten; der Metallzufluß wird aus einem Verteiler in die Kokille durch eine Veränderung des Ausflußquerschnitts eingestellt und der Gießspiegel in der Kokille durch eine kontinuierliche Anpassung der Strangabzugsgeschwindigkeit konstant gehalten. Eine Änderung des Ausflußquerschnitts kann durch Verstellen eines Gießstopfens oder durch Betätigung einer an sich bekannten Schieberplatte bewirkt werden, eine Änderung der Gießgeschwindigkeit durch Änderung des Ausflußquerschnitts.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Gußsträngen aus Metallen -- insbesondere aus Stählen --durch Stranggießen in Vertikal- oder Bogenanlagen. Dabei sollen Gußstränge mit runden, quadratischen, rechteckigen oder beliebig geformten Querschnitten erfaßt werden mit dem Ziel, den Gießspiegel in der Kokille konstant zu halten und mit einer im vorhinein definierten Gießgeschwindigkeit zu gießen. Zudem erfaßt die Erfindung eine für dieses Verfahren geeignete Vorrichtung.
  • Beim Stranggießen insbesondere von Stahl ist es notwendig, den Gießspiegel in der Kokille innerhalb einer Spanne von wenigen Millimetern konstant zu halten, da nur dann eine gute Oberflächenqualität erreicht und die Gefahr des Auftretens von Stahldurchbrüchen weitgehend vermieden wird. Beim Stranggießen wird bekanntermaßen kontinuierlich flüssiges Metall über eine Ausgußöffnung in den Innenraum einer wassergekühlten Kokille geführt, wo sich im Kontakt mit der Kokillenwand eine erste Strangschale bildet. Durch die Strangabzugsvorrichtung wird zudem der in der Kokille geformte Strang kontinuierlich aus der Kokille abgezogen. Um den Gießspiegel in der Kokille konstant zu halten, muß daher die Zufuhr von flüssigem Metall in die Kokille hinsichtlich der Masse pro Zeiteinheit mit der durch die Strangabzugsvorrichtungen pro Zeiteinheit ausgezogenen Masse des gegossenen Stranges übereinstimmen.
  • Um dies zu erreichen, wurden verschiedene -- in früheren Jahren meist manuell bediente -- Regelsysteme benützt, wie beispielsweise die Strangabzugsregelung und die Stopfenregelung.
  • Die DE-OS 34 22 901 beschreibt ein Verfahren der eingangs erwähnten Art mit automatischer Abspühlung bzw. mit einer manuellen Freisetzung einer Verengung im Durchflußkanal eines mit Schieberverschluß ausgerüsteten Zwischengefäßes.
  • Bei der dem Erfinder bekannten Strangabzugsregelung wird im Verteiler ein freilaufender, ungeregelter Ausguß eingebaut, der eine Durchflußöffnung besitzt, die bei durchschnittlicher Füllhöhe des Verteilers etwa den der gewünschten Gießgeschwindigkeit entsprechenden Durchfluß ergibt. Bei dieser Gießart wird die Strangabzugsgeschwindigkeit so eingestellt, daß der Gießspiegel in der Kokille annähernd konstant bleibt. Änderungen der Durchflußgeschwindigkeit aufgrund von Änderungen in der Füllhöhe des Metalls im Verteiler, aufgrund einer Erosion des Ausgusses oder eines Zuwachsens desselben werden durch eine manuelle oder automatische Anpassung der Strangabzugsgeschwindigkeit ausgeglichen.
  • Diese Art der Regelung wird vorzugsweise für das Gießen kleiner Querschnitte gewählt, da hierfür der geschlossene, kompakte Gießstrahl -- wie er bei freilaufendem Ausguß vorherrscht -- von Vorteil ist.
  • Ein Nachteil dieser Art der Regelung bleibt, daß nur bedingt Al-beruhigte, zur Bildung von Ansätzen im Ausguß neigende Schmelzen vergossen werden können. Des weiteren ist die Verwendung eines Gießstrahlschutzes, wie eines Schnorchels, ebenfalls nicht möglich.
  • Die Strangabzugsregelung wird daher vorzugsweise für das Vergießen von nur mit Si-beruhigten Stählen eingesetzt.
  • Im Falle einer ebenfalls dem Erfinder bekannten Stopfenregelung wird eine durch einen beweglichen Stopfen verschließbare Ausgußöffnung im Zwischengefäß verwendet, die im offenen Zustand eine wesentlich höhere Ausflußleistung ergeben würde, als es der gewünschten Strangabzugsgeschwindigkeit oder Gießleistung entspricht. Die Strangabzugsgeschwindigkeit wird hier am Treiber auf den gewünschten Wert eingestellt und der Gießspiegel in der Kokille wird dadurch konstant gehalten, daß der Durchfluß des Metalls durch die Ausgußöffnung mittels einer entsprechenden Einstellung und laufenden Nachstellung des beweglichen Stopfens in geeigneter Weise gedrosselt wird.
  • Da die Regelung des Metallflusses mittels eines Stopfens nicht sehr feinfühlig ist, wird diese Art der Regelung vorzugsweise bei großen Gießquerschnitten angewendet, wie sie beim Gießen von Blooms und Brammen, aber auch bei größeren Knüppelquerschnitten, vorliegen.
  • Für eine Automatisierung des Gießvorganges eignen sich Stopfenregelung wegen der relativ schlechten Regelcharakteristik nur bei großen Gießquerschnitten. Die Stopfenregelung weist allerdings dann Vorteile auf, wenn Stahlgüten mit definierten Al-Gehalten, wie beispielsweise Feinkornstähle, vergossen werden müssen. Derartige Stähle neigen nämlich -- insbesondere an der engsten Stelle des Ausgusses, wo die höchsten Strömungsgeschwindigkeiten herrschen - - dazu, Ansätze von Al₂O₃-Ausscheidungen zu bilden. Hierdurch wird die Durchflußgeschwindigkeit beeinträchtigt. Da bei der Stopfenregelung immer eine deutlich größere Ausgußöffnung verwendet wird, als es für das Einhalten der Gießgeschwindigkeit erforderlich wäre, kann hier durch Nachstellen des Stopfens der Metalldurchfluß wieder so einreguliert werden, wie es die Strangabzugsgeschwindigkeit erfordert.
  • Die Durchflußgeschwindigkeit kann auch beim Stranggießen durch den Ausguß anstatt durch einen Stopfen -- wie dies bei Gießpfannen heute der Standardpraxis entspricht -- mit verschiebbaren oder verdrehbaren Schieberplatten geregelt werden; hier bestehen Vorteile gegenüber der Stopfenregelung in der Regelbarkeit des Gießstrahls, und es ist die Anbringung eines Gießstrahlschutzes möglich, zudem können aufgrund der Nachstellbarkeit der Ausgußöffnung durch Nachstellen der Schieberplatten auch Al-legierte Stähle vergossen werden.
  • Derartige Schieberregelungen sind insbesondere auch im Hinblick auf die Automatisierung des Gießvorganges denkbar. Bei Systemen zum automatischen Gießen auf Stranggießanlagen kann die Position des Gießspiegels vorzugsweise durch Durchstrahlung der Kokille mittels von einer radioaktiven Quelle ausgesandten Gamma-Strahlen gemessen sowie Abweichungen von der gewünschten Lage des Gießspiegels durch selbsttätiges Vergrößern oder Verkleinern der Ausgußöffnung nachgeregelt werden. Dabei bleibt die am Treiber eingestellte Strangabzugsgeschwindigkeit weitgehend konstant bzw. sie wird gezielt und schrittweise verändert, wenn die Gießgeschwindigkeit gezielt erhöht oder abgesenkt werden soll.
  • Für eine Automatisierung des Gießvorganges auf Stranggießanlagen ist neben der Schieberregelung auch die Strangabzugsregelung gut geeignet; die Stopfenregelung wirkt sich weniger gut auf eine Automatisierung aus, da Stopfen eine ungünstige Regelcharakteristik aufweisen.
  • Bei der Strangabzugsregelung bei freilaufendem Ausguß kann also der Gießspiegel automatisch in relativ einfacher Weise durch kontinuierliches Nachstellen der Strangabzugsgeschwindigkeit konstant gehalten werden. Diese Gießtechnik kann vorteilhaft für das Gießen kleiner Knüppelquerschnitte aus lediglich mit Si-beruhigten Stählen angewendet werden. Für das Gießen von hochwertigen, mit Al-beruhigten Stählen, wofür auch ein Gießstrahlschutz in Form eines in die Kokille eintauchenden Schnorchels erforderlich ist, eignet sich dieses Verfahren nicht.
  • Der Erfinder hat sich das Ziel gesetzt, ein Verfahren und eine Vorrichtung eingangs genannter Art zu verbessern und - - wie gesagt -- die Regelung des Gießspiegels beim Stranggießen zu vereinfachen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre des unabhängigen Patentanspruches; die Unteransprüche erfassen günstige Weiterbildungen.
  • Erfindungsgemäß wird der Badspiegel in der Kokille durch ein kontinuierlich wirkendes Meßsystem laufend erfaßt und durch ein halb- oder vollautomatisches Regelsystem selbsttätig konstant gehalten. Der Metallzufluß ist aus dem Verteiler in die Kokille durch eine Veränderung des Ausflußquerschnitts einstellbar, und der Gießspiegel wird in der Kokille durch eine kontinuierliche Anpassung der Strangabzugsgeschwindigkeit konstant gehalten.
  • Dabei kann die Veränderung des Ausflußquerschnitts durch Verstellen eines Gießstopfens oder aber durch Betätigung einer Schieberplatte bewirkt werden.
  • Im Rahmen der Erfindung kann die Höhe des Gießspiegels in der Kokille manuell oder automatisch verändert werden, wobei die Änderung des Gießspiegels bevorzugt höchstens 3 mm pro Minute betragen soll.
  • Als günstig hat es sich erwiesen, bezüglich der innerhalb von zwei vorgegebenen Grenzen schwankenden Strangabzugsgeschwindigkeit bei einem Über- oder Unterschreiten derselben eine Nachregelung durch Betätigung des Ausflußkontrollorgans durchzuführen.
  • Erfindungsgemäß soll die Stellung des Ausflußkontrollorgans um eine Mittelposition oszillieren und gegebenenfalls die Ausflußregelung durch eine hydraulische oder mechanisch wirkende Vorrichtung dargestellt werden.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Signal des Gießspiegelmeßsystems Eingangssignal für ein erstes Regelorgan, welches auf den Antrieb des Strangabzugssystems einwirkt; die am Strangabzugssystem gemessene Geschwindigkeit dient als Eingangssignal für ein zweites Regelorgan, welches das erste überlagert und direkt auf ein hydraulisch, pneumatisch elektromechanisch betätigtes Stellelement zum Verstellen des Metallzuflusses in die Kokille einwirkt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in
  • Fig. 1,3,5:
    jeweils ein Regelschema für eine Strangabzugsregelung, eine Stopfen- bzw. Schieberregelung;
    Fig. 2,4,6:
    zu jedem der Regelschemata eine Graphik zum Zeitverlauf der Gießspiegelposition und zur Auszugsgeschwindigkeit.
  • Bei einem vereinfachten Regelschema einer Strangabzugsregelung nach Fig. 1 wird der gemessene Istwert 12 der Position eines Gießspiegels 12 in einer nicht dargestellten Kokille mit einem zuvor definierten Sollwert 14 in einem Auszugsregler 16 verglichen. Letzterer liefert als Ergebnis bei 18 eine Geschwindigkeit V eines Auszugstreibers, die über einen Drehzahlregler 20 an einem Treibermotor 22 der Anlage eingestellt wird.
  • Dazu gibt Fig. 2 im Zeitverlauf die Gießspiegelposition sowie die Auszugsgeschwindigkeit über der Zeit Z wieder. Es ist ersichtlich, daß die tatsächliche Gießspiegelposition nach Kurve 24 um den Sollwert nach der Geraden 8 schwankt und die Auszugsgeschwindigkeit -- Linie 9 -- nur das Ergebnis der Gießspiegelregelung ist. Demzufolge wird die Auszugsgeschwindigkeit auch z.B. durch Erosion des freilaufenden Ausgusses innerhalb eines gewissen Zeitraumes erhöht oder durch Zusetzen des Ausgußquerschnitts verringert.
  • Eine Stopfenregelung ermöglicht das Gießen von Al-beruhigten Stählen mit oder ohne Gießstrahlschutz. Insbesondere ist bei Stopfenregelung der Einbau eines Schnorchels als Gießstrahlschutz relativ einfach zu bewerkstelligen. Da der Stopfen jedoch eine schlechte und unexakte Regelcharakteristik aufweist, ist er für eine Automatisierung des Gießvorgangs, für welchen eine feinfühlige Einstellbarkeit gegeben sein muß, nur schlecht geeignet. Aus diesem Grund wird eine Automatisierung des Gießvorganges auf der Basis einer Stopfenregelung nur bedingt vorgenommen bzw. nur bei großen Gießquerschnitten durchgeführt, welche für Regelabweichungen relativ unempfindlich sind.
  • Die Schieberregelung ermöglicht ebenfalls das Gießen von Al-beruhigten Stählen mit oder ohne Gießstrahlschutz, hat den Vorteil einer besseren Regelbarkeit des Gießstrahls und weist somit Vorteile gegenüber einer Stopfenregelung auf. Die Schieberplatten müssen jedoch sehr exakt gefertigt sein und bestehen aus sehr teuerem, hochwertigem Keramikmaterial. Insofern stellt die Schieberregelung für das Gießen Al-beruhigter hochwertiger Stähle heute zwar eine technisch mögliche Lösung dar, ist aber relativ aufwendig und nicht für alle Anwendungsfälle voll befriedigend.
  • Fig. 3 zeigt das Regelschema einer Stopfen- bzw. Schieberregelung. Bei dieser Art der Regelung wird der Istwert 30 der Position des Gießspiegels 12 dem im zuvor definierten Sollwert 34 im Stellungsregler 36 verglichen. Das Ergebnis dieses Regelvorganges ist eine bestimmte Stopfen- und Schieberstellung 38, welche maßgebend für die Durchflußmenge in der Kokille ist.
  • Völlig unabhängig davon wird der Sollwert 44 der Auszugsgeschwindigkeit über einen Drehzahlregler 20m am Treibermotor 22 eingestellt und der Istwert 40 der Auszugsgeschwindigkeit über einen Tachogenerator 46 des Treibermotors 22 laufend rückgeführt, so daß eine annähernd konstante Auszugsgeschwindigkeit erzielt wird.
  • Fig. 4 läßt den Zeitverlauf der Position des Gießspiegels 12, der Auszugsgeschwindigkeit und der Stopfen- bzw. Schieberstellung zu Fig. 3 erkennen.
  • Der Istwert 30 des Gießspiegels 12 schwankt um den Sollwert 34, ebenso der Istwert 40 der Auszugsgeschwindigkeit um den entsprechenden Sollwert 44. Die Stellung des Stopfens bzw. Schiebers ergibt sich gemäß Linie 48 als Ergebnis der Gießspiegelmessung. Wird der Sollwert 44 der Auszugsgeschwindigkeit erhöht, fährt der Treiber 22 unverzüglich auf den neuen Sollwert und der Stopfen oder Schieber muß, um das Gießspiegelniveau konstant zu halten, geändert werden.
  • Diese Erläuterungen sind zur Offenbarung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich; durch das erfindungsgemäße Verfahren wird mittels einer gezielten Kombination der Vorteile der Strangabzugs- und Stopfenregelung einerseits das automatisierte Gießen Al-beruhigter hochwertiger Stähle mit Gießstrahlschutz bei gleichzeitig einfacher und guter Regelbarkeit des Gießspiegels ermöglicht und anderseits werden nicht nur die jeweiligen Nachteile der Stopfen- und Strangabzugsregelung vermieden, sondern es wird in überraschend einfacher Weise und unter Vermeidung aufwendiger Werkstoffe und Werkstücke sowie komplizierter Handhabungsschritte ein der Schieberregelung mindestens gleichwertiges, wenn nicht überlegenes Ergebnis erzielt.
  • Bei der hier beschriebenen Erfindung handelt es sich somit um ein Verfahren zum Herstellen von Gußsträngen aus Metallen, insbesondere aus Stählen, nach dem Prinzip des Stranggießens in Vertikal- und Bogenanlagen, bei welchem der Badspiegel in der Kokille durch ein kontinuierlich wirkendes Meßsystem laufend erfaßt und durch ein halb- oder vollautomatisches Regelsystem selbsttätig konstant gehalten wird; der Metallzufluß ist aus dem Verteiler in die Kokille durch eine Veränderung des Ausflußquerschnitts einstellbar, und der Gießspiegel 12 wird in der Kokille durch eine kontinuierliche Anpassung der Strangabzugsgeschwindigkeit konstant gehalten.
  • In diesem erfindungsgemäßen Verfahren zeigt Fig. 5 ein Regelschema. Der Istwert 10 der Position des Gießspiegels 12 wird mit dem Sollwert 14 im Auszugsregler 16 verglichen, und als Ergebnis wird bei 18 die Auszugsgeschwindigkeit V über den Drehzahlregler 20 am Treibermotor 22 eingestellt. Gleichzeitig wird diese Auszugsgeschwindigkeit mit Hilfe eines Tachogenerators 49 gemessen sowie als Istwert 50 mit einem Sollwert 54 im Stellungsregler 36 verglichen. Als Ergebnis wird eine Stopfen- oder Schieberstellung 38 eingestellt.
  • Auch bei dieser Regelung schwanken gemäß Fig. 6 -- welche den Zeitverlauf der Gießspiegelmessung, der Abzugsgeschwindigkeit sowie der Stopfen- bzw. Schieberstellung über der Zeit Z erkennen läßt -- die Istwerte 10 bzw. 50 des Gießspiegels 12 bzw. der Auszugsgeschwindigkeit um die entsprechenden Sollwerte 14 bzw. 54. Die Stopfen- bzw. Schieberstellung 56 ergibt sich als Ergebnis der Treibergeschwindigkeit. Wird der Sollwert der Treibergeschwindigkeit verändert, verändert der Stellungsregler 36 unverzüglich die Stopfen- bzw. Schieberstellung 38, und die Auszugsgeschwindigkeit muß, um das Gießspiegelniveau konstant zu halten, dementsprechend angepaßt werden.
  • Die Veränderung des Ausflußquerschnitts im Verteilergefäß kann sowohl durch einen Stopfen als auch durch einen Schieber bewirkt werden.
  • Bei einer möglichen Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß eine erwünschte und gezielte Änderung der Gießgeschwindigkeit dadurch bewirkt wird, daß der Ausflußquerschnitt verändert wird.
  • Eine weitere Durchführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Höhe des Gießspiegels in der Kokille verändert werden kann, was insbesondere zur Verringerung des Verschleißes des Schnorchels beim Gießen mit Gießpulver wünschenswert ist.
  • Dabei soll die Änderung der Höhe des Gießspiegels 3 mm pro Minute nicht übersteigen.
  • Nach einer anderen möglichen Durchführungsform des Verfahrens darf die Strangabzugsgeschwindigkeit zwischen zwei vorgegebenen Grenzen schwanken, wobei bei einer auftretenden Über- oder Unterschreitung derselben eine Nachregelung des Metallzuflusses durch eine Betätigung des Ausflußkontrollorgans erfolgt.
  • Grundsätzlich ist es auch möglich, daß die Stellung des Ausflußkontrollorgans um eine mittlere Position oszilliert, da dadurch in bestimmten Fällen das Regelverhalten verbessert werden kann.
  • Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Vorrichtung hilfreich sein, welche das Ausflußkontroll-Organ, d.h. den Stopfen oder Schieber, durch einen Hydraulikzylinder oder Hydraulikantrieb -- oder durch einen mittels Motor angetriebenen mechanisch wirkenden Antrieb --verstellt.
  • Grundsätzlich kann eine derartige Verstellung auch manuell erfolgen. Für einen Automatikbetrieb ist jedoch die mechanisierte Nachstellbarkeit erforderlich.
  • Für die Durchführung der erfindungsgemäß möglichen Verfahrensvarianten dient weiters ein Strangabzugssystem, welches eine feinfühlige kontinuierliche Verstellung der Strangabzugsgeschwindigkeit erlaubt.
  • Die bevorzugte Ausführungsform eines Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einer Einrichtung zur kontinuierlichen Messung des Metallspiegels in der Kokille, welches ein Signal an eine Regelbaugruppe liefert, die ihrerseits auf den Antrieb der Strangabzugsvorrichtung kontinuierlich einwirkt und die Abzugsgeschwindigkeit so nachstellt, daß der Gießspiegel in der Kokille konstant bleibt, solange sich die Strangabzugsgeschwindigkeit innerhalb vom Gießformat abhängig vorgegebener Grenzen bewegt. Die Strangabzugsgeschwindigkeit wird laufend gemessen und von einer weiteren Regelbaugruppe, in welcher auch die Grenzwerte gespeichert sind, erfaßt. Werden die Grenzwerte über- oder unterschritten, so wirkt diese zweite Regelgruppe direkt auf den Antrieb der Ausflußregelung ein und bewirkt damit durch Nachstellen des Ausflußkontrollelementes eine Veränderung des Metallzuflusses in die Kokille.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Herstellen von Gußsträngen aus Metallen, insbesondere aus Stählen, durch Stranggießen in Vertikal- oder Bogenanlagen, bei welchem der Badspiegel in der Kokille durch ein kontinuierlich wirkendes Meßsystems laufend erfaßt und durch ein halb- oder vollautomatisches Regelsystem bevorzugt selbsttätig konstant gehalten wird, wobei der Metallzufluß aus einem Verteiler in die Kokille durch eine Veränderung des Ausflußquerschnitts eingestellt und der Gießspiegel in der Kokille durch eine kontinuierliche Anpassung der Strangabzugsgeschwindigkeit konstant gehalten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausflußquerschnitt durch Verstellen eines Gießstopfens oder durch Betätigen einer an sich bekannten Schieberplatte verändert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangabzugsgeschwindigkeit innerhalb von zwei vorgegebenen Grenzen schwankt, und daß bei einem Über- oder Unterschreiten derselben eine Nachregelung durch Betätigung eines Ausflußkontrollorgans durchgeführt wird, wobei gegebenenfalls die Stellung des Ausflußkontrollorgans um eine Mittelposition oszilliert.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Gießspiegels in der Kokille manuell oder automatisch verändert wird, wobei die Änderung des Gießspiegels bevorzugt höchstens 3 mm pro Minute beträgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausflußregelung durch eine hydraulische oder mechanisch wirkende Vorrichtung bewirkt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Gießspiegelmeßsystems Eingangssignal für ein erstes, auf den Antrieb des Strangabzugssystems einwirkendes Regelorgan ist, und daß die am Strangabzugssystem gemessene Geschwindigkeit als Eingangssignal für ein zweites Regelorgan dient, welches das erste überlagert und direkt auf ein hydraulisch, pneumatisch elektromechanisch betätigtes Stellelement zum Verstellen des Metallzuflusses in die Kokille einwirkt.
  7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert der Position des Gießspiegels mit dem Sollwert in einem Auszugsregler verglichen und die Auszugsgeschwindigkeit (V) über einen Drehzahlregler an einem Treibermotor eingestellt wird, wobei die Auszugsgeschwindigkeit mittels eines Tachogenerators gemessen, als Istwert mit einem Sollwert in einem Stellungsregler verglichen sowie die Stopfen- oder Schieberstellung eingestellt wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch Veränderung des Sollwertes der Treibergeschwindigkeit die Stopfen- bzw. Schieberstellung verändert und die Auszugsgeschwindigkeit angepaßt wird.
  9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein System des Strangabzugsantriebs zum feinfühligen kontinuierlichen Verstellen der Strangabzugsgeschwindigkeit.
  10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das System eine Einrichtung zur kontinuierlichen Messung des Metallspiegels in der Kokille aufweist, welche ein Signal an eine Regelbaugruppe liefert, die ihrerseits auf den Antrieb der Strangabzugseinrichtung kontinuierlich einwirkt und die Abzugsgeschwindigkeit so nachstellt, daß der Gießspiegel in der Kokille konstant bleibt, solange sich die Strangabzugsgeschwindigkeit innerhalb vom Gießformat abhängig vorgegebener Grenzen bewegt.
  11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen dem Gießspiegel (12) zugeordneten Auszugsregler (16), dem ein Drehzahlregler (20) mit Treibermotor (22) nachgeordnet und dieser mit einem Tachogenerator (49) verbunden ist, von dem eine Eingabeeinrichtung für die Auszugsgeschwindigkeit als Istwert (50) zu einem Stellungsregler (36) führt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungsregler (36) zu einem Vergleich des Istwertes (50) mit einem Sollwert (54) zum Einstellen der Schieber- oder Stopfenstellung ausgebildet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019099480A1 (en) * 2017-11-15 2019-05-23 Novelis Inc. Metal level overshoot or undershoot mitigation at transition of flow rate demand

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2400980A1 (fr) * 1977-08-22 1979-03-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Procede pour controler le niveau de l'acier en fusion dans le moule d'un appareil de coulee continue
DE2850241A1 (de) * 1977-11-22 1979-05-23 Ishikawajima Harima Heavy Ind Verfahren zur regelung der abzugsgeschwindigkeit und der badhoehe in der kokille beim stranggiessen
JPS5912317A (ja) * 1982-07-13 1984-01-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd 連続鋳造機におけるモ−ルド内溶融金属レベルの検出装置
DE3422901A1 (de) * 1984-06-20 1986-01-02 Metacon AG, Zürich Verfahren zum vergiessen einer metallischen schmelze
JPS61165261A (ja) * 1985-01-17 1986-07-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 連続鋳造装置における湯面の位置制御方法および装置
EP0383413A2 (de) * 1989-02-17 1990-08-22 MANNESMANN Aktiengesellschaft Verfahren zum Stranggiessen
EP0444297A2 (de) * 1990-02-28 1991-09-04 Stopinc Aktiengesellschaft Verfahren zum automatischen Angiessen von einer Stranggiessanlage

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2400980A1 (fr) * 1977-08-22 1979-03-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Procede pour controler le niveau de l'acier en fusion dans le moule d'un appareil de coulee continue
DE2850241A1 (de) * 1977-11-22 1979-05-23 Ishikawajima Harima Heavy Ind Verfahren zur regelung der abzugsgeschwindigkeit und der badhoehe in der kokille beim stranggiessen
JPS5912317A (ja) * 1982-07-13 1984-01-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd 連続鋳造機におけるモ−ルド内溶融金属レベルの検出装置
DE3422901A1 (de) * 1984-06-20 1986-01-02 Metacon AG, Zürich Verfahren zum vergiessen einer metallischen schmelze
JPS61165261A (ja) * 1985-01-17 1986-07-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 連続鋳造装置における湯面の位置制御方法および装置
EP0383413A2 (de) * 1989-02-17 1990-08-22 MANNESMANN Aktiengesellschaft Verfahren zum Stranggiessen
EP0444297A2 (de) * 1990-02-28 1991-09-04 Stopinc Aktiengesellschaft Verfahren zum automatischen Angiessen von einer Stranggiessanlage

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 10, no. 372 (M - 544)<2429> 11 December 1986 (1986-12-11) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 101 (P - 273)<1538> 12 May 1984 (1984-05-12) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019099480A1 (en) * 2017-11-15 2019-05-23 Novelis Inc. Metal level overshoot or undershoot mitigation at transition of flow rate demand
US10632528B2 (en) 2017-11-15 2020-04-28 Novelis Inc. Metal level overshoot or undershoot mitigation at transition of flow rate demand

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