WO2004048016A2 - Verfahren und einrichtung zum stranggiessen von brammen-dünnbrammen-, vorbloco-, vorprofil-, knüppelsträngen und dgl. aus flüssigem metall, insbesondere aus stahlwerkstoff - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum stranggiessen von brammen-dünnbrammen-, vorbloco-, vorprofil-, knüppelsträngen und dgl. aus flüssigem metall, insbesondere aus stahlwerkstoff Download PDF

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Markus Reifferscheid
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Wolfgang Mossner
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    • 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
    • B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
    • B22D11/225—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould for secondary cooling

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the continuous casting of slab, thin slab, Vorblock-, Vorprofil- billets and. Like. from liquid metal, in particular from steel material, while dissipating the heat from the melt introduced by an immersion nozzle in the continuous casting mold by means of cooled copper plates as the primary cooling zone and with further cooling by a subsequent dynamic spray system by means of nozzles and cooling medium as the secondary cooling zone, which the strand width and Apply strand length, the heat distribution within the metallurgical strand length of the respective casting strand determined and the surface temperature is measured by scanning the strand surface line by line.
  • a method for optimizing cooling is also known (DE 195 42 434 C2), which is aimed at varying strand speeds.
  • the cooling and solidification behavior is to be influenced by the stationary cooling devices, in particular by the water spray devices, along which the strand is guided.
  • the coolant quantity is determined in accordance with a predetermined, strand material-dependent relationship between the time period to which a strand section is exposed to cooling and the optimal coolant quantity.
  • the relationship between the time period of cooling and the optimal amount of coolant is to be obtained by selecting correlations between the line speed and the cooling by setting a virtual line speed which is set arbitrarily and independently of the actual line speed. Since the amount of coolant is not determined depending on the location, the method should be carried out independently of a varying line speed. However, these considerations cannot replace the practical circumstances.
  • the object of the invention is to achieve, at the end of a metallurgical strand length, which is determined by the length between the casting level and the sump tip, a partially solidified or fully solidified temperature profile over the strand cross section which is favorable for further treatment.
  • the object is achieved according to the invention in that the dynamic spray system in the form of the water quantity distribution and the pressure distribution or pulse distribution over the width of the strand via the outlet temperature, which is transmitted by checking the surface temperature at the end of the metallurgical strand length of the casting strand and the strand length is functionally controlled to a temperature profile curve calculated for the strand length and / or the strand width.
  • the position of the bottom of the sump can be adjusted depending on the subsequent treatment process, all other advantages of symmetry of the bottom of the sump and a symmetrical profile of the cast strand being retained.
  • the starting point of the method is then that the cooling medium temperature values occurring in the primary cooling zone and in the secondary cooling zone are stored and processed in a statistic.
  • the advantage is a continuous improvement of the data values from plant to plant up to high approximations to the actual values given in practice.
  • the further treatment of the casting strand can be decided by carrying out an optimal soft reduction or an optimal liquid core reduction from the stored data and the calculated position of the sump tip including the data values of the surface temperatures measured line by line.
  • a further development provides that the data values measured and stored on the metallurgical strand length and / or the strand width and / or the strand thickness of the casting strand are calculated separately as an integral of the strand length and the strand width and are displayed visually as two- or three-dimensional reproductions. This process provides an overview of the energy dissipated in local areas and over the entire metallurgical length.
  • a review of the amounts of heat dissipated and a control of the relationships used between the amounts of heat and the amount of coolant can be carried out in such a way that the temperature profile within the metallurgical strand length under the condition that the temperature integral of the metallurgical strand length with the temperature integral of the strand width is almost in comparison of the temperature profile curves are the same, is determined and / or checked over the total amount of cooling medium and / or the integrated cooling medium pulse.
  • the control of the system is simplified, clearer and faster.
  • the device part is based on a prior art with a device for the continuous casting of slabs, thin slabs, blooms, billets, billets and.
  • Made of liquid metal, in particular steel materials with a submerged spout for introducing the melt into a continuous casting mold with cooled copper plates of the primary cooling zone and a downstream dynamic spray system as a secondary cooling zone from transverse rows of nozzles, each between two hydraulically adjustable support roller rows in the casting direction are provided and with an optical or electromagnetic device arranged at the end of the metallurgical strand length for scanning the surface temperature line by line.
  • the object is achieved in terms of device technology according to the invention in that temperature values measured in the primary cooling zone, values determined in the secondary cooling zone for the contact forces in the support roller frame and the spray medium quantities or the spray medium energies and the line temperature values measured line by line as measurement data in one Computer system stored and connected via a computer program at least to the spraying system of the secondary cooling zone to keep the outlet temperature or surface temperature constant in the system control.
  • This achieves the advantage of more precise system control in relation to the position of the sump tip as a function of a varying casting speed.
  • the means for data processing can be such that at least the local measured values of the cooling medium, the cooling medium quantity, the cooling medium pressure of the secondary cooling zone and the measured values of the contact forces of the support roller structure and the surface temperature at the bottom of the metallurgical strand length can be input online into the computer of the system control are. As a result, the effectiveness of the dynamic spraying system and the surface temperature measurement are monitored and controlled more intensively.
  • the computer itself can be checked so that the computer of the plant control system works on the output side with the integral measured values or their data over the strand width of the casting strand and the metallurgical strand length.
  • control data of the computer of the system control can be transferred via the lines of an autopilot computer to the control elements of the primary cooling zone, the secondary cooling zone, the servo cylinders and the rotary roller drives ,
  • the drawing shows exemplary embodiments of the invention which are described below and on the basis of which the method according to the invention is also described.
  • FIG. 1 shows a side view of the continuous caster in an overall view
  • FIG. 2 shows a side view of two successive rows of support rollers with an intermediate row of nozzles in side view
  • FIG. 3 shows a transverse row of nozzles in front view
  • FIG. 4 shows the structure of the computer system
  • FIG. 5 shows a three-dimensional rendering of the integrated spray medium
  • the process is carried out in a continuous casting installation with a device for the continuous casting of slab, thin slab, bloom, bloom, billet strands 1 and.
  • the melt 1 a in particular liquid steel or steel materials, for example steel alloys, flows from a pan as usual into a distribution vessel and, via its immersion spout 2, into a continuous casting mold 3, which is formed from cooled copper plates 5 and forms a primary cooling zone 4.
  • This primary cooling zone 4 is followed by a dynamic spray system 6, which specifically sprays or sprays cooling medium 6a (mostly water) onto the casting strand 1.
  • the spraying system 6 forms a secondary cooling zone 7, in which the cooling medium 6a is distributed from the nozzles 8 to the strand width 9 in transverse rows 8a of the nozzle (FIGS. 2 and 3).
  • Many such transverse rows of nozzles 8a are arranged on the strand length 10, specifically within the metallurgical strand length 10a (between the casting level in the continuous casting mold 3 and the end 10b of the metallurgical strand length 10a).
  • the distances in strand length 10 depend on the distances between the support roller rows 14b, which will be described in more detail below.
  • the procedure is such that the outlet temperature is controlled by checking the surface temperature of the Strand surface 11 is monitored at the end 10b of the metallurgical strand length 10a of the casting strand 1 and is regulated by the dynamic spray system 6 via the strand width 9 and the strand length 10 of the casting strand 1.
  • the cooling medium temperature values and / or quantity values occurring in the primary cooling zone 4 and in the secondary cooling zone 7 are stored and processed in a statistic 12 of a system controller 25.
  • Data for the local cooling medium quantities, the local cooling medium impulses (impact speed of the water) and the hydraulic pressures of the servo cylinders 14a measured in the support roller stand 14 are also stored in the data memories 13.
  • the position of the sump tip 15 is continuously calculated from the stored data.
  • the method can also be carried out in such a way that either a soft reduction 16 is carried out behind the bottom tip 15 or a liquid core reduction 17 is carried out in front of the bottom tip 15.
  • the dynamic spraying system 6 sprays or sprays the cooling medium 6a, as can be seen in FIG. 2, between the support roller rows 14b through the nozzles 8 in the transverse nozzle rows 8a (FIG. 3), the cooling medium 6a as a pulse with a smaller or greater spray height can be regulated until the cooling medium 6a is switched off.
  • the quantities of cooling medium 6a applied to the metallurgical strand length 10a and / or the strand width 9 and / or the strand thickness 18 can be measured via pumps 26 (P) and the stored data values can be calculated separately as an integral of the strand length 10a and the strand width 9 and visually as two- or three-dimensional reproductions, as shown in FIG. 5, are shown.
  • the temperature profile within the metallurgical strand length 10a can be determined and / or controlled over the entire cooling medium quantity and / or the integrated cooling medium pulse. It is assumed that (in three-dimensional rendering 19) the temperature curve 20 (FIG. 6) are almost the same both over the strand width 9 and the strand length 10a.
  • an optical or electromagnetic scanning device 22 is usually arranged at the tangent point to the horizontal (FIG. 1).
  • the temperature T measured there and the casting speed V c are passed to the system controller 25.
  • the system controller 25 there is a computer system 23 comprising a plurality of computers 24, which can also be formed from a single laptop, as shown in FIG. 4, which includes the data storage 13 and the computer programs 24a.
  • a "Level 1" the data acquisition takes place and in a "Level 2" programs for the process control are provided.
  • An auto pilot computer 27 can take over the entire process control in the system controller 25.
  • the computer 24 is connected online to the respective regulating member of the pumps 26 in the secondary cooling zone 7, to the hydraulic servo cylinders 14a of the support roller stand 14 and to the rotary rotary drives of the support roller stand 14.
  • the control data of the computer 24 in the system control 25 are transferred via the lines of the autopilot computer 27 to the respective control elements of the primary cooling zone 4 (the cooling of the continuous casting mold 3), the secondary cooling zone 7 (the nozzles 8), the servo vo cylinder 14a and the rotary roller drives transmitted.

Landscapes

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

Abstract

Ein Verfahren und eine Einrichtung u.a. zum Brammen-Stranggiessen von Giessssträngen (1) aus flüssigen Metallen, insbesondere Stahlwerkstoffen, unter Abführen der Wärme in der Primärkühlzone (4) und weiterem Abkühlen in der Sekundärkühlzone (7) durch ein dynamisches Spritzsystem (6) mittels Düsen (8), die die Strangbreite (9) und die metallurgische Stranglänge (10a) beaufschlagen, wobei die Wärmeverteilung ermittelt und die Oberflächen-Temperatur durch zeilenweises Abtasten der Strang-Oberfläche (11) gemessen wird, erzielen einen für die Weiterbehandlung vorteilhaften Temperaturverlauf über den Strangquerschnitt, indem über die Auslauftemperatur, die durch Kontrolle der Oberflächentemperatur am Ende (10b) der metallurgischen Stranglänge (10a) ermittelt wird, das dynamische Spritz-System (6) in Form der Wassermengen-Verteilung und der Druck-Verteilung bzw. Impulsverteilung über die Strangbreite (9) und die Stranglänge (10a) funktional zu einer für die Stranglänge (10a) und / oder die Strangbreite (9) errechneten Temperaturverlaufskurve (20) gesteuert wird.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Stranggießen von Brammen- Dünnbrammen-, Vorblock-, Vorprofil-, Knüppelsträngen und dgl. aus flüssigem Metall, insbesondere aus Stahlwerkstoff
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Stranggießen von Brammen-, Dünnbrammen-, Vorblock-, Vorprofil- Knüppelsträngen u. dgl. aus flüssigem Metall, insbesondere aus Stahlwerkstoff, unter Abführen der Wärme aus der durch einen Tauchausguss eingeleiteten Schmelze in der Stranggießkokille mittels gekühlten Kupferplatten als Primärkühlzone und unter weiterem Abkühlen durch ein nachfolgendes dynamisches Spritzsystem mittels Düsen und Kühlmedium als Sekundärkühlzone , die die Strangbreite und die Stranglänge beaufschlagen, wobei die Wärmeverteilung innerhalb der metallurgischen Stranglänge des jeweiligen Gießstrangs ermittelt und die Oberflächen- Temperatur durch zeilenweises Abtasten der Strangoberfläche gemessen wird.
Ein solches Verfahren wird in abgeänderter Form in der DE 199 16 190 C2 vorgeschlagen. Dabei soll es möglich sein, eine symmetrische Enderstarrung bzw. eine symmetrische Brammengeometrie und eine über die Breite mittensymmetrische Energie- und Temperaturverteilung sicherzustellen. Diese Verfahrens- weise ist auf die Ursache der Fehler, wie dem unsymmetrischen Enderstar- rungsverlauf, d.h. eine unsymmetrische Sumpfspitzenlage und die Auslenkung der Bramme aus der Mittenachse, die auch eine unsymmetrische Geometrie der Bramme in Form einer Keilbildung nach sich zieht, und bereits in einer unsymmetrischen Wärmeabfuhr über die Breite der Stranggießkokille zu suchen ist, gerichtet. Unter besonderen Umständen und vor allen Dingen bei unbekannten Parametern ist diese Verfahrensweise noch verbesserungsfähig. Es ist ferner ein Verfahren zur Optimierung der Kühlung bekannt ( DE 195 42 434 C2), das auf variierende Stranggeschwindigkeiten zielt. Das Abkühl- und Erstarrungsverhalten soll durch die ortsfesten Kühleinrichtungen, insbesondere durch die Wassersprüheinrichtungen, an denen der Strang vorbeigeführt wird, beeinflusst werden. Dazu ist vorgeschlagen, dass die Kühlmittelmenge entspre- chend einer vorab bestimmten, strangmatenalabhängigen Beziehung zwischen der Zeitspanne, der ein Strangabschnitt der Kühlung ausgesetzt ist, und der optimalen Kühlmittelmenge bestimmt wird. Die Beziehung zwischen der Zeitspanne der Kühlung und der optimalen Kühlmittelmenge, soll dadurch erhalten werden, dass die Auswahl von Zusammenhängen zwischen der Strangge- schwindigkeit und der Kühlung durch Festsetzung einer virtuellen Stranggeschwindigkeit, die willkürlich und unabhängig von der tatsächlichen Stranggeschwindigkeit festgesetzt wird, erfolgt. Da die Kühlmittelmenge nicht ortsabhängig bestimmt wird, soll das Verfahren unabhängig von einer variierenden Stranggeschwindigkeit ausgeübt werden. Diese Überlegungen können jedoch die praktischen Gegebenheiten nicht ersetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, am Ende einer metallurgischen Stranglänge, die durch die Länge zwischen Gießspiegel und Sumpfspitze bestimmt wird, einen teilweise erstarrten oder enderstarrten, für eine Weiterbe- handlung günstigen Temperaturverlauf über den Strangquerschnitt zu erzielen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass über die Auslauftemperatur, die durch Kontrolle der Oberflächentemperatur am Ende der metallurgischen Stranglänge des Gießstrangs übermittelt wird, das dynamische Spritz-System in Form der Wassermengen-Verteilung und der Druck-Verteilung bzw. Impulsverteilung über die Strangbreite und die Stranglänge funktional zu einer für die Stranglänge und / oder die Strangbreite errechneten Temperaturverlaufskurve gesteuert wird. Dadurch kann die Lage der Sumpfspitze in Abhängigkeit des darauf folgenden Weiterbehandlungsverfahrens eingestellt wer- den, wobei alle anderen Vorteile einer Symmetrie der Sumpfspitze und ein symmetrisches Profil des Gießstrangs erhalten bleiben. Ausgangspunkt des Verfahrens ist sodann, dass die in der Primärkühlzone und in der Sekundärkühlzone auftretenden Kühlmedium-Temperaturwerte gespeichert und in einer Statistik verarbeitet werden. Der Vorteil ist eine laufende Vervollkommnung der Datenwerte von Anlage zu Anlage bis zu hohen Annäherun- gen an die tatsächlichen, in der Praxis gegebenen Werte.
Dazu trägt ferner bei, dass in den Datenspeichern auch Daten der örtlichen Kühlmediummenge, der örtlichen Kühlmedium-Impulse und der im Stützrollengerüst gemessenen hydraulischen Drücke der Servo-Zylinder gespeichert wer- den. Der Vorteil ist die angestrebte weitestgehende Annäherung an die Praxiswerte und zwar abhängig von den jeweils momentan in einer Anlage sich einstellenden physikalischen Größen.
Sodann ist vorteilhaft, dass aus den gespeicherten Daten die Lage der Sumpf- spitze berechnet wird. Das zu erwartende Ergebnis entspricht der jeweiligen momentanen Situation.
Die Weiterbehandlung des Gießstranges kann nach einer anderen Ausgestaltung dadurch entschieden werden, dass aus den gespeicherten Daten und der berechneten Lage der Sumpfspitze einschließlich der Datenwerte der zeilenweise gemessenen Oberflächen-Temperaturen eine optimale Soft-Reduction oder eine optimale Liquid-Core-Reduction durchgeführt wird.
Eine Weiterentwicklung sieht vor, dass die auf die metallurgische Stranglänge und / oder die Strangbreite und / oder die Strangdicke des Gießstrangs gemessenen und gespeicherten Datenwerte als Integral der Stranglänge und der Strangbreite getrennt berechnet und visuell als zwei- oder dreidimensionale Wiedergaben dargestellt werden. Dieses Verfahren schafft einen Überblick der abgeführten Energien in örtlichen Bereichen und über die gesamte metallurgi- sehe Länge. Eine Nachprüfung der abgeführten Wärmemengen und eine Kontrolle der angewendeten Beziehungen zwischen Wärmemengen und Kühlmittelmengen kann dahingehend erfolgen, dass der Temperaturverlauf innerhalb der metallurgischen Stranglänge unter der Bedingung, dass das Temperatur-Integral der metallurgischen Stranglänge mit dem Temperatur-Integral der Strangbreite im Vergleich der Temperaturverlaufskurven nahezu gleich sind, über die gesamte Kühlmediummenge und / oder den integrierten Kühlmediumimpuls bestimmt und / oder kontrolliert wird. Dadurch wird die Steuerung der Anlage vereinfacht, übersichtlicher und schneller.
Der Vorrichtungsteil geht von einem Stand der Technik aus mit einer Einrichtung zum Stranggießen von Brammen-, Dünnbrammen-, Vorblock-, Vorprofil-, Knüppelsträngen u. dgl. aus flüssigem Metall, insbesondere aus Stahlwerkstoffen, mit einem Tauchausguss zum Einleiten der Schmelze in eine Stranggießkokille mit gekühlten Kupferplatten der Primärkühlzone und ein nachgeord- netes dynamisches Spritzsystem als Sekundärkühlzone aus Düsen-Querreihen, die jeweils zwischen zwei in Gießrichtung aufeinanderfolgenden, hydraulisch anstellbaren Stützrollenreihen vorgesehen sind und mit einer am Ende der metallurgischen Stranglänge angeordneten, optischen oder elektromagnetischen Vorrichtung zum zeilenweisen Abtasten der Oberflächentemperatur.
Die gestellte Aufgabe wird vorrichtungstechnisch gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass in der Primärkühlzone gemessene Temperaturwerte, in der Sekundärkühlzone ermittelte Werte für die Anstellkräfte im Stützrollengerüst und die Spritzmedium-Mengen bzw. die Spritzmedium-Energien und die zeilenweise gemessenen Oberflächen-Temperaturwerte als Messdaten in einem Rechnersystem gespeichert und über ein Computer-Programm zumindest auf das Spritzsystem der Sekundärkühlzone zur Konstanthaltung der Auslauftemperatur bzw. der Oberflächentemperatur in der Anlagensteuerung aufgeschaltet werden. Dadurch wird der Vorteil einer genaueren Anlagensteuerung in Bezug auf die Lage der Sumpfspitze in Abhängigkeit einer variierenden Gießgeschwindigkeit erzielt. Die Mittel für die Datenverarbeitung können derart beschaffen sein, dass in den Computer der Anlagensteuerung zumindest die jeweils örtlichen Messwerte vom Kühlmedium, der Kühlmediummenge, des Kühlmediumdrucks der Sekundärkühlzone und die Messwerte der Anstellkräfte des Stützrollengerüstes und der Oberflächentemperatur an der Sumpfspitze der metallurgischen Stranglänge online eingangsseitig eingebbar sind. Dadurch wird die Wirksamkeit des dynamischen Spritzsystems und der Oberflächentemperatur-Messung intensiver überwacht und kontrolliert.
Dieser besseren Überwachung und Kontrolle dienen weitere ausgestaltende Maßnahmen, indem der Computer der Anlagensteuerung ausgangsseitig mit den jeweiligen Regelorganen der Pumpe der Sekundärkühlzone, mit den hydraulischen Servo-Zylindern des Stützrollengerüstes und mit den Rollendrehantrieben des Stützrollengerüstes online verbunden ist. Vorteilhafterweise können die Impulse der Sekundärkühlzone, der Reibungswiderstand im Stützrollengerüst und die Drehantriebe für die Stützrollen unmittelbarer geregelt werden.
Eine Kontrolle des Computers selbst der von ihm eingeleiteten Korrekturen kann dahingehend erfolgen, dass der Computer der Anlagensteuerung ausgangsseitig mit den integralen Messwerten bzw. deren Daten über der Strangbreite des Gießstrangs und der metallurgischen Stranglänge arbeitet.
Eine automatisierte Regelung durch die Anlagensteuerung erfolgt nach weite- ren Merkmalen dadurch, dass die Steuerungs-Daten des Computers der Anla- gensteurung über die Leitungen eines Autopilot-Rechners auf die Regelorgane der Primärkühlzone, der Sekundärkühlzone, der Servo-Zylinder und der Rollendrehantriebe übertragbar sind. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend beschrieben werden und anhand deren auch das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben wird.
Es zeigen:
Figur 1 eine Seitenansicht der Stranggießanlage in Gesamtansicht,
Figur 2 eine Seitenansicht zweier aufeinanderfolgender Stützrollenreihen mit dazwischenliegender Düsen-Querreihe in Seitenansicht,
Figur 3 eine Düsen-Querreihe in Vorderansicht, Figur 4 den Aufbau des Rechnersystems,
Figur 5 eine dreidimensionale Wiedergabe der integrierten Spritzmedium-
Verteilung und
Figur 6 eine Temperaturverlaufskurve über die Breite des Gießstrangs.
Das Verfahren wird in einer Stranggießanlage mit einer Einrichtung zum Stranggießen von Brammen-, Dünnbrammen-, Vorblock-, Vorprofil-, Knüppelsträngen 1 u. dgl wie in Fig. 1 dargestellt ist, ausgeübt. Die Schmelze 1a, insbesondere flüssiger Stahl oder Stahlwerkstoffe, z.B. Stahllegierungen, fließt aus einer Pfanne wie üblich in ein Verteilergefäß und über dessen Tauchausguss 2 in eine Stranggießkokille 3, die aus gekühlten Kupferplatten 5 gebildet ist und eine Primärkühlzone 4 bildet. Auf diese Primärkühlzone 4 folgt ein dynamisches Spritz-System 6, das Kühlmedium 6a ( meist Wasser) auf den Gießstrang 1 gezielt aufspritzt oder aufsprüht. Das Spritz-System 6 bildet eine Sekundärkühlzone 7, in der aus Düsen 8 das Kühlmedium 6a in Düsen-Querreihen 8a auf die Strangbreite 9 verteilt wird (Fig. 2 und 3). Viele solcher Düsen-Querreihen 8a sind auf die Stranglänge 10 und zwar innerhalb der metallurgischen Stranglänge 10a (zwischen dem Gießspiegel in der Stranggießkokille 3 und dem Ende 10b der metallurgischen Stranglänge 10a ) angeordnet. Die Abstände in Stranglänge 10 richten sich nach den Abständen der Stützrollenreihen 14b, was nachstehend noch genauer beschrieben wird. Das Verfahren läuft derart ab, dass die Auslauftemperatur über eine Kontrolle der Oberflächentemperatur der Strang-oberfläche 11 am Ende 10b der metallurgischen Stranglänge 10a des Gießstrangs 1 überwacht wird und durch das dynamische Spritz-System 6 über die Strangbreite 9 und die Stranglänge 10 des Gießstrangs 1 geregelt wird.
Die in der Primärkühlzone 4 und in der Sekundärkühlzone 7 auftretenden Kühlmedium-Temperaturwerte und / oder Mengenwerte werden gespeichert und in einer Statistik 12 einer Anlagensteuerung 25 verarbeitet.
Dabei werden in den Datenspeichern 13 auch Daten für die örtlichen Kühlmediummengen, der örtlichen Kühlmedium-Impulse ( Auftreff-Geschwindigkeit des Wassers ) und der im Stützrollengerüst 14 gemessenen hydraulischen Drücke der Servo-Zylinder 14a gespeichert. Aus den gespeicherten Daten wird die Lage der Sumpfspitze 15 kontinuierlich berechnet. Das Verfahren kann weiter so ausgeübt werden, dass entweder hinter der Sumpfspitze 15 eine Soft- Reduktion 16 oder vor der Sumpfspitze 15 eine Liquid-Core-Reduction 17 durchgeführt wird. Das dynamische Spritz-System 6 spritzt oder sprüht das Kühlmedium 6a wie in Fig. 2 sichtbar ist, zwischen den Stützrollenreihen 14b durch die Düsen 8 in den Düsen-Querreihen 8a auf ( Fig. 3), wobei das Kühlmedium 6a als Impuls mit kleinerer oder größerer Spritzhöhe bis zur Abschaltung des Kühlmediums 6a reguliert werden kann.
Die auf die metallurgische Stranglänge 10a und / oder die Strangbreite 9 und / oder die Strangdicke 18 aufgebrachten Mengen an Kühlmedium 6a können über Pumpen 26 (P) gemessen und die gespeicherten Datenwerte können als Integral der Stranglänge 10a und der Strangbreite 9 getrennt berechnet und visuell als zwei- oder dreidimensionale Wiedergaben, wie Fig. 5 zeigt, dargestellt werden.
Nach dem weiteren Verfahren kann der Temperaturverlauf innerhalb der metallurgischen Stranglänge 10a über die gesamte Kühlmediummenge und / oder den integrierten Kühlmedium-Impuls bestimmt und / oder kontrolliert werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass ( in der dreidimensionalen Wiedergabe 19) die Temperaturverlaufskurve 20 ( Fig. 6 ) sowohl über die Strangbreite 9 als auch die Stranglänge 10a nahezu gleich sind.
In dem Verlauf des Gießstrangs 1 , der sich in Gießrichtung 21 bewegt, ist meist an der Tangentenstelle zur Horizontalen eine optische oder elektromagnetische Abtast-einrichtung 22 angeordnet ( Fig. 1 ). Die dort gemessene Temperatur T und die Gießgeschwindigkeit Vc werden in die Anlagensteuerung 25 geleitet. In der Anlagensteuerung 25 befindet sich ein Rechnersystem 23 aus mehreren Computern 24, die auch aus einem einzigen Laptop gebildet sein können, wie in Fig. 4 gezeigt, das die Datenspeicher 13 und die Computerprogramme 24a umfasst. In einem „Level 1" erfolgt die Datenerfassung und in einem „Level 2" sind Programme für die Prozessführung vorgesehen. Ein Auto-Pilotrechner 27 kann die gesamte Prozessführung in der Anlagensteuerung 25 übernehmen.
Der Computer 24 ist ausgangsseitig mit dem jeweiligen Regelorgan der Pum- pen 26 in der Sekundärkühlzone 7, mit den hydraulischen Servo-Zylindern 14a des Stützrollengerüstes 14 und mit den Rollendrehantrieben des Stützrollengerüstes 14 online verbunden. Ebenso werden die Steuerungs-Daten des Computers 24 in der Anlagensteuerung 25 über die Leitungen des Autopilot- Rechners 27 auf die jeweiligen Regelorgane der Primärkühlzone 4 ( die Küh- lung der Stranggießkokille 3), der Sekundärkühlzone 7 ( die Düsen 8), der Ser- vo-Zylinder 14a und der Rollendrehantriebe übertragen.
In Fig. 6 ist die über die metallurgische Stranglänge 10a oder über die Strangbreite 9 errechnete Temperaturverlaufskurve 20 sichtbar gemacht. Bezugszeichenliste
1 Gießstrang
1a Schmelze
2 Tauchausguss
3 Stranggießkokille
4 Primärkühlzone
5 gekühlte Kupferplatten
6 dynamisches Spritz-System
6a Kühlmedium
7 Sekundärkühlzone
8 Düsen
8a Düsen-Querreihe
Strangbreite
10 Stranglänge
10a metallurgische Stranglänge
10b Ende der metallurgischen Stranglänge
11 Strangoberfläche
12 Statistik 3 Datenspeicher 4 Stützrollengerüst 4a Servo-Zylinder 4b Stützrollenreihe 5 Sumpfspitze 6 Soft-Reduction 7 Liquid-Core-Reduction 8 Strangdicke 9 dreidimensionale Wiedergabe 0 Temperaturverlaufskurve Fortsetzung Bezugszeichenliste
21 Gießrichtung
22 optische / elektromagnetische Abtastvorrichtung
23 Rechnersystem
24 Computer 24a Computerprogramm
25 Anlagensteuerung
26 Pumpe
27 Auto-Pilotrechner

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Stranggießen von Brammen- , Dünnbrammen- , Vorblock- , Vorprofil- , Knüppelsträngen (1 ) u. dgl. aus flüssigem Metall, insbesondere aus Stahlwerkstoff, unter Abführen der Wärme aus der durch einen Tauchausguss (2) eingeleiteten Schmelze (1a) in der Stranggießkokille (3) mittels gekühlten Kupferplatten (5) als Primärkühlzone (4) und unter weite- rem Abkühlen durch ein nachfolgendes dynamisches Spritzsystem (6) als
Sekundärkühlzone (7) mittels Düsen (8) und Kühlmedium als Sekundärkühlzone (7), die die Strangbreite (9) und die Stranglänge ( 10) beaufschlagen, wobei die Wärmeverteilung innerhalb der metallurgischen Stranglänge (10a) des jeweiligen Gießstrangs (1 ) ermittelt und die Ober- flächen-Temperatur durch zeilenweises Abtasten der Strangoberfläche
(1 1 ) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass über die Auslauftemperatur, die durch Kontrolle der Oberflächentemperatur am Ende (10b) der metallurgischen Stranglänge (10a) des Gieß- Strangs (1) ermittelt wird, das dynamische Spritz-System (6) in Form der
Wassermengen-Verteilung und der Druck- Verteilung bzw. Impulsverteilung über die Strangbreite (9) und die Stranglänge (10a) funktional zu einer für die Stranglänge (10a) und / oder die Strangbreite (9) errechneten Temperaturverlaufskurve (20) gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in der Primärkühlzone (4) und in der Sekundärkühlzone (7) auftretenden Kühlmedium-Temperaturwerte gespeichert und in einer Statistik (12) verarbeitet werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Datenspeichern (13) auch Daten der örtlichen Kühlmediummenge, der örtlichen Kühlmedium-Impulse und der im Stützrollengerüst (14) gemessenen hydraulischen Drücke der Servo-Zylinder (14a) gespei- chert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus den gespeicherten Daten die Lage der Sumpfspitze (15) berech- net wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus den gespeicherten Daten und der berechneten Lage der Sumpf- spitze (15) einschließlich der Datenwerte der zeilenweise gemessenen
Oberflächen-Temperaturen eine optimale Soft-Reduction (16) oder eine optimale Liquid-Core-Reduction (17) durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die metallurgische Stranglänge (10a) und / oder die Strangbreite (9) und / oder die Strangdicke (18) des Gießstrangs (1 ) gemessenen und gespeicherten Datenwerte als Integral der Stranglänge (10) und der Strangbreite (9) getrennt berechnet und visuell als zwei- oder dreidi- mensionale Wiedergaben (19) dargestellt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturverlauf innerhalb der metallurgischen Stranglänge (10a) unter der Bedingung, dass das Temperatur-Integral der metallurgischen Stranglänge (10a) mit dem Temperatur-Integral der Strangbreite (9) im Vergleich der Temperaturverlaufskurven (20) nahezu gleich sind, über die gesamte Kühlmediummenge und / oder den integrierten Kühlmediumimpuls bestimmt und / oder kontrolliert wird.
8. Einrichtung zum Stranggießen von Brammen- , Dünnbrammen- , Vor- block- , Vorprofil- , Knüppelsträngen (1 ) u. dgl. aus flüssigem Metall, insbesondere aus Stahl Werkstoffen, mit einem Tauchausguss (2) zum Einleiten der Schmelze (1 a) in eine Stranggießkokille (3) mit gekühlten Kupferplatten (5) der Primärkühlzone (4) und ein nachgeordnetes dynamisches Spritzsystem (6) als Sekundärkühlzone (7) aus Düsen-Querreihen, die jeweils zwischen zwei in Gießrichtung (20) aufeinanderfolgenden, hydraulisch anstellbaren Stützrollenreihen (14b), vorgesehen sind und mit einer am Ende (10b) der metallurgischen Stranglänge (10a) angeordneten, optischen oder elektromagnetischen Vorrichtung (22) zum zeilenweisen Abtasten der Oberflächentemperatur, dadurch gekennzeichnet, dass in der Primärkühlzone (4) gemessene Temperaturwerte, in der Sekundärkühlzone (7) ermittelte Werte für die Anstellkräfte im Stützrollengerüst (14) und die Spritzmedium-Mengen bzw. die Spritzmedium-Energien und die zeilenweise gemessenen Oberflächen-Temperaturwerte als Messdaten in einem Rechnersystem (23) gespeichert und über ein Computer-Programm (24a) zumindest auf das Spritzsystem (6) der Sekundärkühlzone (7) zur Konstanthaltung der Auslauftemperatur bzw. der Oberflächentemperatur in der Anlagensteuerung (24) aufgeschaltet werden.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Computer (24) der Anlagensteuerung (25) zumindest die jeweils örtlichen Messwerte vom Kühlmedium (6a) , der Kühlmediummenge, des Kühlmediumdrucks der Sekundärkühlzone (7) und die Messwerte der Anstellkräfte des Stützrollengerüstes (14) und der Oberflächentemperatur an der Sumpfspitze (15) der metallurgischen Stranglänge (10a) online eingangsseitig eingebbar sind.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer (24) der Anlagensteuerung (25) ausgangsseitig mit den jeweiligen Regelorganen der Pumpe (26) der Sekundärkühlzone (7), mit den hydraulischen Servo-Zylindern (14a) des Stützrollengerüstes (14) und mit den Rollendrehantrieben des Stützrollengerüstes (14) online verbunden ist.
1 1 . Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Computer (24) der Anlagensteuerung (25) ausgangsseitig mit den integralen Messwerten bzw. deren Daten über der Strangbreite (9) des Gießstrangs (1 ) und der metallurgischen Stranglänge (10a) arbeitet.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungs-Daten des Computers (24) der Anlagensteuerung (25) über die Leitungen eines Autopilot-Rechners (27) auf die Regelorgane der Primärkühlzone (4), der Sekundärkühlzone (7), der Servo-Zylinder (14a) und der Rollendrehantriebe übertragbar sind.
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