EP0968780B1 - Strangabzugsverfahren - Google Patents

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EP0968780B1
EP0968780B1 EP99112239A EP99112239A EP0968780B1 EP 0968780 B1 EP0968780 B1 EP 0968780B1 EP 99112239 A EP99112239 A EP 99112239A EP 99112239 A EP99112239 A EP 99112239A EP 0968780 B1 EP0968780 B1 EP 0968780B1
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EP99112239A
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Carsten Dipl.-Ing. Lippold
Karl Dr.Ing. Hoen
Jürgen Dipl.-Ing. Bernhardt
Lothar Dipl.-Ing. Parschat
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SMS Siemag AG
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SMS Demag AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock

Definitions

  • the present invention relates to a strand withdrawal method for one in one Continuous casting machine, cast metal strand, in particular a steel strip, the metal strand is first pulled vertically from a casting mold, the metal strand is then driven with an input torque Arch input driver is stamped into an arch shape and the metal strand finally after reaching a horizontal strand running direction in one with one Output torque driven sheet output driver straightened becomes.
  • Such strand withdrawal processes are generally known. With them, the cast Metal strand by means of a powered sheet input driver, too Bending driver called, bent from the vertical into an arc shape. To The metal strand is then reached by means of a driven one Sheet output driver, also called directional driver, bent straight again, so that he the continuous caster in a horizontal direction leaves.
  • a powered sheet input driver too Bending driver called
  • a driven one Sheet output driver also called directional driver
  • the strand runs between the sheet input and sheet output drivers largely circular. Even slight differences in speed between the drivers, however, lead to the Metal strand is deflected from its ideal line. The metal strand then runs either tendon-shaped or sagging. The speed differences can therefore lead to malfunctions up to an interruption of the Run the foundry. Furthermore, in any case, the quality of the cast metal strand negatively influenced.
  • the object of the present invention is a strand withdrawal method to provide, by means of which a deviation of the cast metal strand from its ideal line is avoided as far as possible.
  • the sheet input driver has an input and an output speed is given to the sheet exit driver, that the input and the output torque are detected and that the Output speed is set so that both the input and the output torque also has a positive value.
  • the output speed is preferably reduced when the quotient from output torque to input torque exceeds a quotient setpoint, and vice versa the output speed increases when the quotient of output torque for the input torque falls below the quotient setpoint. Because this keeps the ideal line even better.
  • the quotient setpoint is preferably increased if after a decrease the output speed is the sum of the output torque and the input torque increases and conversely the quotient setpoint decreases if after a Increase the output speed the sum of output torque and Input torque increases. Because this ensures that the continuous sheet caster automatically an optimal strand course. At the same time, it uses minimal energy operated.
  • a continuous sheet caster has a casting mold 1, one below it arranged heat sink 2, a sheet input driver 3 and a sheet output driver 4 on.
  • liquid metal e.g. Steel
  • a metal strand 5 e.g. a supporting act
  • the metal initially solidifies on the outside and with the core still liquid, it becomes vertical from the casting mold 1 subtracted.
  • the metal strand 5 cooled so far that it solidified in its core.
  • the metal strand 5 passes through the sheet input driver 3.
  • the sheet input driver 3 has driven input rollers 6.
  • the input rollers 6 are driven with an input torque F e .
  • the metal strand 5 is withdrawn from the casting mold 1 at a casting speed v G by means of the input rollers 6.
  • an arc shape is impressed on the metal strand 5 by means of a bending roller 6 ', ie it is bent off from the vertical.
  • the metal strand 5 After passing through the sheet entry driver 3, the metal strand 5 runs freely up to the sheet exit driver 4. After the metal strand 5 has entered the sheet exit driver 4, the metal strand 5 reaches a horizontal strand running direction x.
  • the sheet exit driver 4 has driven exit rollers 7.
  • the output rollers 7 are driven with an output torque F a .
  • the metal strand 5 is conveyed further by means of the exit rollers 7. Furthermore, the metal strand 5 is straightened again by means of the exit rollers 6, ie it is bent back from the arch shape into the horizontal.
  • the drives for the sheet input driver 3 and the sheet output driver 4 can be of any type. Electric motors are mostly used. In the case of electric motors in particular, the moments F e , F a can be easily detected.
  • the sheet input driver 3 and the sheet output driver 4 are speed-controlled. You are therefore given an input and an output speed v e , v a .
  • the input speed v e is predetermined by the casting speed v G.
  • the output speed v a is available as a control parameter. Instead of the speeds v e , v a , the speeds of the rollers 6, 7 can of course also be regulated.
  • the input and output torque F e , F a are recorded according to FIG. If the input torque F e has a negative value, the output speed v a is reduced, since the metal strand 5 is then conveyed too quickly by the sheet output driver 4. Conversely, if the output torque F a has a negative value, the output speed v a is increased since the metal strand 5 is then conveyed too slowly by the sheet output driver 4. If both the input and the output torque F e , F a have a positive value, the delivery rate is distributed to both drivers 3, 4, which corresponds to the desired state. As a result, the output speed v a is set such that both the input and the output torque F e , F a have a positive value.
  • a quotient setpoint n is defined. If the quotient from output torque F a to input torque F e exceeds the quotient setpoint n, the output speed v a is reduced. Conversely, if the quotient from output torque F a to input torque F e falls below the quotient setpoint n, the output speed v a is increased.
  • the quotient setpoint n preferably has a value above one.
  • increasing or decreasing the initial speed v a is an iterative process.
  • the sum S of the output torque F a and the input torque F e is formed and compared with the sum S 'of the output torque F a ' and the input torque F e 'of the previous iteration. If the sum S of output torque F a and input torque F e of the current iteration does not exceed the sum S 'of output torque F a ' and input torque F e 'of the previous iteration, the quotient setpoint n remains unchanged.
  • the quotient setpoint n is increased if the initial speed v a was previously reduced. Conversely, the quotient setpoint n is reduced if the output speed v a has previously been increased.
  • an optimal operation of the sheet continuous casting installation is automatically set independently of further parameters such as the strand temperature, the strand width and thickness, the casting speed v G , the change in the roll diameter due to wear and the cast metal type and quality.
  • This is particularly important for thin slab casting plants with which slabs with a thickness between 40 mm and 100 mm are cast. Because with thin slab casting plants the casting speed v G is considerably higher than with conventional slab plants, so that critical plant states can be reached quickly without corrective regulation.
  • the tendency to vibrate the metal strand 5 is suppressed or damped and the metal strand 5 is prevented from slipping by the strand withdrawal method according to the invention.
  • the geometry of the metal strand 5 is also improved.
  • the tendency of the metal strand 5 to run obliquely is reduced, which among other things leads to improved run-in behavior in the downstream units in the continuous sheet casting installation.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strangabzugsverfahren für einen in einer Bogenstranggießanlage gegossenen Metallstrang, insbesondere ein Stahlband, wobei der Metallstrang zunächst aus einer Gießkokille senkrecht abgezogen wird, dem Metallstrang sodann in einem mit einem Eingangsmoment angetriebenen Bogeneingangstreiber eine Bogenform aufgeprägt wird und der Metallstrang schließlich nach Erreichen einer waagrechten Stranglaufrichtung in einem mit einem Ausgangsmoment angetriebenen Bogenausgangstreiber geradegerichtet wird.
Derartige Strangabzugsverfahren sind allgemein bekannt. Bei ihnen wird der gegossene Metallstrang mittels eines angetriebenen Bogeneingangstreibers, auch Biegetreiber genannt, aus der Senkrechten in eine Bogenform abgebogen. Nach Erreichen der Waagrechten wird der Metallstrang dann mittels eines angetriebenen Bogenausgangstreibers, auch Richttreiber genannt, wieder gerade gebogen, so daß er die Bogenstranggießanlage in einer waagrechten Stranglaufrichtung verläßt.
Im optimalen Fall verläuft der Strang zwischen dem Bogeneingangs- und dem Bogenausgangstreiber weitgehend kreisbogenförmig. Bereits geringfügige Geschwindigkeitsunterschiede zwischen den Treibern führen aber dazu, daß der Metallstrang aus seiner Ideallinie ausgelenkt wird. Der Metallstrang verläuft dann entweder sehnenförmig oder hängt sackartig durch. Die Geschwindigkeitunterschiede können daher zu Betriebsstörungen bis hin zu einer Unterbrechung des Gießbetriebes führen. Ferner wird in jedem Fall die Qualität des gegossenen Metallstrangs negativ beeinflußt.
Aus dem Fachbuch "Stranggießen von Stahl - Einführung und Grundlagen" von Hans Schrewe, Verlag Stahleisen mbH, Düsseldorf 1987, Seiten 13 und 46 bis 50 ist ein Strangabzugsverfahren für einen in einer Bogenstranggießanlage gegossenen Metallstrang, insbesondere ein Stahlband, bekannt, wobei der Metallstrang zunächst aus einer Gießkokille senkrecht abgezogen wird, dem Metallstrang sodann in einem Bogeneingangstreiber eine Bogenform aufgeprägt wird, der Metallstrang sodann in einem Vielrollenantrieb geführt wird und der Metallstrang in mehreren Schritten gerade gerichtet wird, so daß er nach Erreichen einer waagrechten Stranglaufrichtung aus der Bogenstranggießanlage ausläuft.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Strangabzugsverfahren zur Verfügung zu stellen, mittels dessen ein Abweichen des gegossenen Metallstrangs von seiner Ideallinie möglichst vermieden wird.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß dem Bogeneingangstreiber eine Eingangsund dem Bogenausgangstreiber eine Ausgangsgeschwindigkeit vorgegeben werden, daß das Eingangs- und das Ausgangsmoment erfaßt werden und daß die Ausgangsgeschwindigkeit derart eingestellt wird, daß sowohl das Eingangs- als auch das Ausgangsmoment einen positiven Wert aufweisen.
Vorzugsweise wird die Ausgangsgeschwindigkeit erniedrigt, wenn der Quotient von Ausgangsmoment zu Eingangsmoment einen Quotientensollwert übersteigt, und umgekehrt die Ausgangsgeschwindigkeit erhöht, wenn der Quotient von Ausgangsmoment zu Eingangsmoment den Quotientensollwert unterschreitet. Denn dadurch wird die Ideallinie noch besser eingehalten.
Vorzugsweise wird der Quotientensollwert erhöht, wenn nach einem Erniedrigen der Ausgangsgeschwindigkeit die Summe von Ausgangsmoment und Eingangsmoment steigt und umgekehrt der Quotientensollwert erniedrigt, wenn nach einem Erhöhen der Ausgangsgeschwindigkeit die Summe von Ausgangsmoment und Eingangsmoment steigt. Denn dadurch stellt die Bogenstranggießanlage selbsttätig einen optimalen Strangverlauf ein. Gleichzeitig wird sie mit minimalem Energieaufwand betrieben.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
Figur 1
ein Blockschaltbild einer Bogenstranggießanlage und
Figur 2
ein Flußdiagramm zur Steuerung der Bogenstranggießanlage.
Gemäß Figur 1 weist eine Bogenstranggießanlage eine Gießkokille 1, einen darunter angeordneten Kühlkörper 2, einen Bogeneingangstreiber 3 und einen Bogenausgangstreiber 4 auf. In der Gießkokille 1 wird flüssiges Metall, z.B. Stahl, zu einem Metallstrang 5, z.B. einem Vorband, gegossen. Das Metall erstarrt zunächst an seinen Außenseiten und wird mit noch flüssigem Kern senkrecht aus der Gießkokille 1 abgezogen. Beim Durchlaufen des Kühlkörpers 2 wird der Metallstrang 5 soweit abgekühlt, daß er auch in seinem Kern durcherstarrt.
Nach dem Durcherstarren durchläuft der Metallstrang 5 den Bogeneingangstreiber 3. Der Bogeneingangstreiber 3 weist angetriebene Eingangsrollen 6 auf. Die Eingangsrollen 6 werden mit einem Eingangsmoment Fe angetrieben. Mittels der Eingangsrollen 6 wird der Metallstrang 5 mit einer Gießgeschwindigkeit vG aus der Gießkokille 1 abgezogen. Ferner wird dem Metallstrang 5 mittels einer Biegerolle 6' eine Bogenform aufgeprägt, d.h. er wird aus der Senkrechten abgebogen.
Nach Durchlaufen des Bogeneingangstreibers 3 läuft der Metallstrang 5 frei bis zum Bogenausgangstreiber 4. Nach dem Eintreten des Metallstrangs 5 in den Bogenausgangstreiber 4 erreicht der Metallstrang 5 eine waagrechte Stranglaufrichtung x. Der Bogenausgangstreiber 4 weist angetriebene Ausgangsrollen 7 auf. Die Ausgangsrollen 7 werden mit einem Ausgangsmoment Fa angetrieben. Mittels der Ausgangsrollen 7 wird der Metallstrang 5 weitergefördert. Ferner wird der Metallstrang 5 mittels der Ausgangsrollen 6 wieder geradegerichtet, d.h. er wird aus der Bogenform in die Waagrechte zurückgebogen.
Die Antriebe für den Bogeneingangstreiber 3 und den Bogenausgangstreiber 4 können beliebiger Art sein. Meist werden Elektromotoren eingesetzt. Insbesondere bei Elektromotoren sind die aufgebrachten Momente Fe, Fa leicht erfaßbar.
Der Bogeneingangstreiber 3 und der Bogenausgangstreiber 4 sind geschwindigkeitsgeregelt. Ihnen werden also eine Eingangs- und eine Ausgangsgeschwindigkeit ve, va vorgegeben. Die Eingangsgeschwindigkeit ve ist dabei durch die Gießgeschwindigkeit vG vorgegeben. Die Ausgangsgeschwindigkeit va hingegen steht als Regelparameter zur Verfügung. Anstelle der Geschwindigkeiten ve, va können selbstverständlich auch die Drehzahlen der Rollen 6, 7 geregelt werden.
Zum Regeln der Ausgangsgeschwindigkeit va werden gemäß Figur 2 das Eingangs- und das Ausgangsmoment Fe, Fa erfaßt. Wenn das Eingangsmoment Fe einen negativen Wert aufweist, wird die Ausgangsgeschwindigkeit va erniedrigt, da dann der Metallstrang 5 vom Bogenausgangstreiber 4 zu schnell gefördert wird. Wenn umgekehrt das Ausgangsmoment Fa einen negativen Wert aufweist, wird die Ausgangsgeschwindigkeit va erhöht, da dann der Metallstrang 5 vom Bogenausgangstreiber 4 zu langsam gefördert wird. Wenn sowohl das Eingangs- als auch das Ausgangsmoment Fe, Fa einen positiven Wert aufweisen, ist die Förderleistung auf beide Treiber 3, 4 verteilt, was dem anzustrebenden Zustand entspricht. Im Ergebnis wird also die Ausgangsgeschwindigkeit va derart eingestellt wird, daß sowohl das Eingangs- als auch das Ausgangsmoment Fe, Fa einen positiven Wert aufweisen.
Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Förderleistung auf beide Treiber 3, 4 zu gewährleisten, wird ein Quotientensollwert n festgelegt. Wenn der Quotient von Ausgangsmoment Fa zu Eingangsmoment Fe den Quotientensollwert n übersteigt, wird die Ausgangsgeschwindigkeit va erniedrigt. Wenn umgekehrt der Quotient von Ausgangsmoment Fa zu Eingangsmoment Fe den Quotientensollwert n unterschreitet, wird die Ausgangsgeschwindigkeit va erhöht. Der Quotientensollwert n weist vorzugsweise einen Wert oberhalb von Eins auf.
Das Erhöhen bzw. Erniedrigen der Ausgangsgeschwindigkeit va ist gemäß Figur 2 ein iterativer Prozeß. Bei jeder Iteration wird die Summe S von Ausgangsmoment Fa und Eingangsmoment Fe gebildet und mit der Summe S' von Ausgangsmoment Fa' und Eingangsmoment Fe' der vorhergehenden Iteration verglichen. Wenn die Summe S von Ausgangsmoment Fa und Eingangsmoment Fe der aktuellen Iteration die Summe S' von Ausgangsmoment Fa' und Eingangsmoment Fe' der vorhergehenden Iteration nicht übersteigt, bleibt der Quotientensollwert n unverändert. Wenn hingegen die Summe S von Ausgangsmoment Fa und Eingangsmoment Fe der aktuellen Iteration die Summe S' von Ausgangsmoment Fa'und Eingangsmoment Fe' der vorhergehenden Iteration übersteigt, ist dies ein Indiz dafür, daß die Bogenstranggießanlage noch nicht optimal betrieben wird. In diesem Fall wird der Quotientensollwert n erhöht, wenn zuvor die Ausgangsgeschwindigkeit va erniedrigt wurde. Umgekehrt wird der Quotientensollwert n erniedrigt, wenn zuvor die Ausgangsgeschwindigkeit va erhöht wurde.
Mittels des erfindungsgemäßen Strangabzugsverfahrens stellt sich unabhängig von weiteren Parametern wie z.B. der Strangtemperatur, der Strangbreite und - dicke, der Gießgeschwindigkeit vG, der Änderung der Rollendurchmesser durch Verschleiß und der gegossenen Metallart und -qualität automatisch ein optimaler Betrieb der Bogenstranggießanlage ein. Dies ist besonders bei Dünnbrammengießanlagen, mit denen Brammen mit Dicken zwischen 40 mm und 100 mm gegossen werden, von Bedeutung. Denn bei Dünnbrammengießanlagen ist die Gießgeschwindigkeit vG erheblich größer als bei konventionellen Brammenanlagen, so daß ohne korrigierende Regelung schnell kritische Anlagenzustände erreicht werden. Darüber hinaus werden mit dem erfindungsgemäßen Strangabzugsverfahren die Schwingungsneigung des Metallstranges 5 unterdrückt bzw. gedämpft und ein Durchrutschen des Metallstranges 5 verhindert. Auch wird die Geometrie des Metallstranges 5 verbessert. Schließlich wird die Neigung des Metallstranges 5 zum Schräglaufen reduziert, was unter anderem zu einem verbesserten Einlaufverhalten in der Bogenstranggießanlage nachgeschaltete Einheiten führt.
Bezugszeichenliste
1
Gießkokille
2
Kühlkörper
3
Bogeneingangstreiber
4
Bogenausgangstreiber
5
Metallstrang
6
Eingangsrollen
6'
Biegerolle
7
Ausgangsrollen
Fa, Fa, Fe, Fe'
Momente
n
Quotientensollwert
S, S'
Summen
Va, Ve, VG
Geschwindigkeiten
x
Stranglaufrichtung

Claims (3)

  1. Strangabzugsverfahren für einen in einer Bogenstranggießanlage gegossenen Metallstrang (5), insbesondere ein Stahlband (5),
    wobei der Metallstrang (5) zunächst aus einer Gießkokille (1) senkrecht abgezogen wird,
    wobei dem Metallstrang (5) sodann in einem mit einem Eingangsmoment (Fe) angetriebenen Bogeneingangstreiber (3) eine Bogenform aufgeprägt wird und
    wobei der Metallstrang (5) schließlich nach Erreichen einer waagrechten Stranglaufrichtung (x) in einem mit einem Ausgangsmoment (Fa) angetriebenen Bogenausgangstreiber (4) geradegerichtet wird,
    wobei dem Bogeneingangstreiber (3) eine Eingangs- (ve) und dem Bogenausgangstreiber (4) eine Ausgangsgeschwindigkeit (va) vorgegeben werden,
    wobei das Ausgangsmoment (Fa) erfaßt wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß auch das Eingangsmoment (Fe) erfaßt wird und daß die Ausgangsgeschwindigkeit (va) derart eingestellt wird, daß sowohl das Eingangs- (Fe) als auch das Ausgangsmoment (Fa) einen positiven Wert aufweisen.
  2. Strangabzugsverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsgeschwindigkeit (va) erniedrigt wird, wenn der Quotient von Ausgangsmoment (Fa) zu Eingangsmoment (Fe) einen Quotientensollwert (n) übersteigt, und
    daß umgekehrt die Ausgangsgeschwindigkeit (va) erhöht wird, wenn der Quotient von Ausgangsmoment (Fa) zu Eingangsmoment (Fe) den Quotientensollwert (n) unterschreitet.
  3. Strangabzugsverfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Quotientensollwert (n) erhöht wird, wenn nach einem Erniedrigen der Ausgangsgeschwindigkeit (va) die Summe (S) von Ausgangsmoment (Fa) und Eingangsmoment (Fe) steigt und
    daß umgekehrt der Quotientensollwert (n) erniedrigt wird, wenn nach einem Erhöhen der Ausgangsgeschwindigkeit (va) die Summe (S) von Ausgangsmoment (Fa) und Eingangsmoment (Fe) steigt.
EP99112239A 1998-07-02 1999-06-25 Strangabzugsverfahren Expired - Lifetime EP0968780B1 (de)

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