EP0051221A1 - Verfahren zum Stranggiessen von Stahl, insbesondere von Brammen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a process for the continuous casting of steel, in particular slabs, the liquid core being stirred in the region of the mold by the action of electromagnetic forces.
- the strand is stirred as usual during these events, the strand is locally "stirred", i.e. it is stirred too long on the same section of the strand.
- an etching or a sulfur impression of a strand cross section shows a very sharp transition between the outer zone, which at the time of stirring, has already solidified and the inner globulitic zone. This sharp transition is visually visible on the rolled product, therefore undesirable and deteriorates the quality. Difficulties may also arise in the case of pouring because the intended solidification of the metal located in the area of the bathroom mirror is disturbed, because the thin shell formed at the end of the strand melts as a result of the flow of hot steel brought in by the strong stirring movement. This increases the risk of breakthrough when the strand is subsequently pulled off.
- This object is achieved in that the electromagnetic forces are changed after the size of the pull-out counter-speed.
- An advantageous solution for changing the electromagnetic forces causing the bath movement is brought about by controlling the stirrer output.
- Another solution could e.g. exist by changing the stirrer distance from the strand.
- the stirrer output can be changed by changing the current and / or the voltage in the stirrer.
- a particularly simple regulation within the scope of the invention can consist in that the stirrer is switched off when the speed falls below a preselected pull-out speed, for example 80%. If the above limit of the pull-out speed is subsequently exceeded, the stirrer is switched on again. This so-called one-point control requires little equipment. If steel of different composition is poured from a number of pans in a sequential casting, separating plates are usually placed in the mold between the steel of the different batches in order to avoid a long transition piece. This requires a reduction in the pull-out speed. In this case, too, the stirrer output is changed accordingly, so that there is no disruption to the necessary work in the area of the bathroom mirror or local over stirring.
- a preselected pull-out speed for example 80%. If the above limit of the pull-out speed is subsequently exceeded, the stirrer is switched on again. This so-called one-point control requires little equipment. If steel of different composition is poured from a number of pans in a sequential casting, separating plates are usually placed in the
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stranggiessen von Stahl, wobei der flüssige Kern im Bereich der Kokille gerührt wird. Dabei werden die elektromagnetischen Kräfte mit der Grössenänderung der Ausziehgeschwindigkeit des Stranges verändert.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggiessen von Stahl, insbesondere von Brammen, wobei der flüssige Kern durch Einwirkung von elektromagnetischen Kräften im Bereich der Kokille gerührt wird.
- Beim Stranggiessen von Stahl, insbesondere von grösseren Formaten, treten im Verlauf des Giesszeitraumes Aenderungen der Ausziehgeschwindigkeit auf, die verschiedene Ursachen haben. So ist es bekannt und üblich, bei Gussende die Ausziehgeschwindigkeit des Stranges zu verlangsamen oder bis auf Null zu reduzieren, d.h. den Strang anzuhalten. Vom Badspiegel des sich noch in der Kokille befindlichen Strangendes wird hierauf die Schlacke entfernt und Wasser aufgespritzt, so dass der Stahl im Badspiegelbereich erstarrt. Unter diesem erstarrten Badspiegel entsteht jedoch durch die Schrumpfung ein Hohlraum. Durch Brückenbildung, insbesondere zwischen den Breitseiten beim Giessen von Brammenformaten, wird ein Nachfliessen von Schmelze verhindert, so dass Hohlräume bis zu einer Länge von über einem Meter entstehen können. Da diese Länge vor der weiteren Verarbeitung abgeschnitten werden muss, entstehen beträchtliche Verluste an Ausbringen.
- Weitere Aenderungen der Ausziehgeschwindigkeit ergeben sich zum Beispiel beim Sequenzgiessen, bei dem der Guss während eines Pfannen- oder Zwischenbehälterwechsels verlangsamt wird, weiter bei einer Aenderung der Brammenbreite durch eine Schmalseitenverstellung in der Kokille während des laufenden Giessbetriebes oder bei einem Durchbruch, oder bei anderen Störungen im Giessbetrieb, bei denen der Strang angehalten wird.
- Es ist allgemein bekannt, den flüssigen Kern innerhalb der erstarrten Strangschale im Bereich der Stranggiesskokille durch in Höhe der Kokille oder darunter angeordnete Rühreinrichtungen mittels Einwirkung von elektromagnetischen Kräften zu rühren. Bei den Ereignissen, bei denen wie oben erwähnt, eine Verlangsamung der Ausziehgeschwindigkeit oder ein Anhalten des Stranges erfolgt, ist die Verweilzeit des Stranges innerhalb des Rührerbereiches grösser als während des noch voll laufenden, stationären Giessbetriebes.
- Wird nun der Strang bei diesen Ereignissen wie üblich gerührt, kommt es zu einem örtlichen "Ueberrühren" des Stranges, d.h. es wird zu lange am selben Abschnitt des Stranges gerührt. In diesem Falle ist in einer Aetzung oder einem Schwefelabdruck eines Strangguerschnittes ein sehr scharfer Uebergang zwischen der äusseren, zum Zeitpunkt des Rührens bereits erstarrten Zone und der innenliegenden globulitischen Zone zu sehen. Dieser scharfe Uebergang ist optisch an dem gewalzten Produkt sichtbar, deshalb unerwünscht und verschlechtert die Qualität. Im weiteren können auch bei Giessende Schwierigkeiten deshalb auftreten, weil die beabsichtigte Erstarrung des sich im Badspiegelbereich befindlichen Metalles gestört wird, weil die dünne gebildete Schale am Strangende infolge der Strömung von, durch die starke Rührbewegung herangefördertem heissem Stahl, aufschmilzt. Dies erhöht beim nachfolgenden Abziehen des Stranges die Gefahr eines Durchbruches.
- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Ausbringen an Stahl beim Stranggiessen zu verbessern, wobei jedoch die erwähnten Nachteile, insbesondere das "Ueberrühren" des Stranges, vermieden werden.sollten um die Qualität des Gussproduktes zu erhöhen.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die elektromagnetischen-Kräfte nach der Grössenänderung der Ausziehgegeschwindigkeit verändert werden.
- Dadurch wird sichergestellt, dass bei Aenderung der Ausziehgeschwindigkeit, z.B. bei Gussende, ein erhöhtes Ausbringen erzielt werden kann, ohne dass es zu dem unerwünschten scharfen Uebergang zwischen äusserer und globulitischer Zone kommt.
- Eine vorteilhafte Lösung zur Veränderung der die Badbewegung verursachenden elektromagnetischen Kräfte wird durch die Steuerung der Rührerleistung bewirkt. Eine andere Lösung könnte z.B. durch Veränderung des Rührerabstandes vom Strang bestehen.
- Die Rührerleistung kann durch Aenderung des Stromes und/ oder der Spannung im Rührer verändert werden.
- Bei Verwendung von asymmetrisch beaufschlagtenRührerspulen (E-OS 0008376) ist es vorteilhaft, die Rührerleistung über den Rührerstrom zu steuern, weil das Verhältnis der Asymmetrie der beiden Stromstärken einfach konstant zu regeln ist. Dies gewährleistet die Einhaltung einer optimalen vorgewählten Asymmetrie. Diese ergibt eine Turbulenz, die zur Vermeidung des Auftretens der sogenannten "weissen Linien" notwendig ist.
- Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren anhand eines Beispiels näher beschrieben:
- In einer Stranggiessanlage zum Giessen einer Stahlbramme mit der Querschnittsabmessung von 2100 x 225 ist unterhalb der Kokille im Abstand von 4 m ein quer zum Strang wirkender Rührer installiert. Beim Start des Giessvorganges wird über angetriebene Rollen eines Ausziehaggregates die Ausziehgeschwindigkeit auf 0,8 m/min hochgefahren. Sobald der Anfahrstrangkopf, der die Verbindung zum Warmstrang bildet, die Höhe des Rührers passiert, wird dieser eingeschaltet. Dabei wird die die elektromagnetischen Kräfte verursachende Rührerleistung durch Einstellung der Stärke des die Spulenwindungen durchfliessenden Stromes auf das gewünschte Mass geregelt. Die bis in den Badspiegelbereich in der Kokille reichende Rührströmung des Stahles wird durch ein elektromagnetisches Wanderfeld hervorgerufen. Zur Erzeugung dieses Wanderfeldes dient ein zweiphasiger, elektromagnetischer Rührer. Dabei beträgt der Erregerstrom für die eine Phase 800 Amp. und für die.andere Phase 1000 Amp., d.h. die Phasen des elektromagnetischen Rührers sind asymmetrisch. Die Phasen können auch symmetrisch gespeist sein. Beide Phasen sind mit einer Spannung von etwa 200 V und einer Frequenz von 2 Hz beaufschlagt. Während des nun laufenden Giessbetriebes bei konstanter Ausziehgeschwindigkeit wird auch die Rührerleistung, z.B. nach der Grösse der Ausziehgeschwindigkeit, proportional zu dieser geregelt. Es ist auch eine stufenweise Anpassung der Rührerleistung an die sich ändernde Grösse der Giessgeschwindigkeit möglich. Bei Gussende, nach einer Giesszeit von etwa einer Stunde, wird die geleerte Pfanne weggeschwenkt und, nach Leerung des Zwischenbehälters, wird die Ausziehgeschwindigkeit bis auf Null reduziert. Proportional dazu wird auch die Rührerleistung durch Verstellen der Sollwertgeber an den beiden, die Erregerströme liefernden Speisegeräten auf Null reduziert. Bei der erfindungsgemässen Regelung der Rührerleistung werden die beiden Erregerströme derart geregelt, dass ihr Verhältnis zueinander konstant bleibt. Innerhalb von etwa zwei Minuten wird der stehende Strang zugemacht, d.h. nach Entfernung von Schlackenresten durch Aufspritzen von Wasser ein Deckel aus erstarrtem Stahl erzeugt. Hernach wird die Bramme unter Anhebung der Ausziehgeschwindigkeit und proportional dazu auch der Rührerleistung ausgefahren.
- Da durch die oben erwähnte Reduktion der Rührerleistung keine Bewegung des Metalles im Badspiegelbereich auftrat, wurde die Bildung dieser dünnen Schale am Strangende nicht gestört und Schlackenteilchen wurden nicht in das Innere des Stranges mitgerissen. Dies bringt eine Erhöhung des Reinheitsgrades im letzten Teil des Stranges.
- Durch die Vermeidung des Ueberrührens treten auch nicht mehr die unerwünschten scharfen Uebergänge zwischen der zuerst erstarrten äusseren Strangschale und der inneren globulitischen Zone auf. Beim Wiederanfahren des Stranges und dem erneuten Anheben der Rührerleistung gemäss der Grösse der Ausziehgeschwindigkeit wird im Stranginneren eine genügend starke Rührströmung erzeugt, die das Ausbilden von langgestreckten Schwindungshohlräumen vermeidet. Dies ergibt ein erhöhtes Ausbringen und bessere Qualität des Produktes.
- Eine besonders einfache Regelung im Rahmen der Erfindung kann darin bestehen, dass beim Unterschreiten einer vorgewählten Ausziehgeschwindigkeit um,z.B. 80 %, der Rührer abgestellt wird. Bei einer nachfolgenden Ueberschreitung der obigen Grenze der Ausziehgeschwindigkeit erfolgt ein Wiedereinschalten des Rührers. Diese sogenannte Ein-Punkt-Regelung erfordert einen nur geringen apparativen Aufwand. Wird bei einem Sequenzguss Stahl unterschiedlicher Zusammensetzung aus mehreren Pfannen hintereinander abgegossen, so werden üblicherweise in der Kokille Trennplatten zwischen dem Stahl der verschiedenen Chargen eingelegt, um ein langes Uebergangsstück zu vermeiden. Dies erfordert eine Verminderung der Ausziehgeschwindigkeit. Auch in diesem Fall wird die Rührerleistung entsprechend verändert, so dass weder eine Störung der notwendigen Arbeiten im Badspiegelbereich noch ein örtliches Ueberrühren auftritt.
Claims (4)
1. Verfahren zum Stranggiessen von Stahl, insbesondere von Brammen, wobei der flüssige Kern im Bereich der Kokille durch Einwirkung von elektromagnetischen Kräften gerührt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetischen Kräfte mit der Grössenänderung der Ausziehgeschwindigkeit verändert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der elektromagnetischen Kräfte durch Steuerung der Rührerleistung bewirkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührerleistung über den Erregerstrom verändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3 bei Verwendung eines Rührers mit asymmetrischen Phasen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Erregerströme beider Phasen konstant geregelt wird.
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