DE3041607C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung der durch Kühlung beeinflußbaren Brammenqualität beim Strang­ gießen.

Beim Brammenstranggießen wird durch kontinuierliches Gießen von flüssigem Metall durch eine wassergekühlte Kokille ein Metallstrang erzeugt. Der Strang besitzt beim Austritt aus der Kokille im allgemeinen eine feste "Schale" und einen nichtfesten "Kern". Durch weiteres Kühlen der Strangober­ fläche in der Sekundärkühlzone durch Spritzwasser kommt es zum Durcherstarren des Stranges. Am Ende der Maschine wer­ den vom Strang die Brammen abgetrennt.

Wird in dieser Kühlzone nicht ausreichend gekühlt, dann tritt als Folge des hydrostatischen Druckes des flüssigen Strangkernes eine Strangausbauchung zwischen den Rollen auf. Übersteigt die Ausbauchung einen bestimmten Wert, dann kommt es zu qualitätsmindernden Innenrissen. Wird in der Kühlzone zu stark gekühlt, dann entstehen an der Strang­ oberfläche Außenrisse.

Bisher wird das Spritzwasser noch nach Listen eingestellt, die u. a. von der Strahlzusammensetzung und den Strangabmessun­ gen abhängen. Sie werden mit Hilfe von Untersuchungen erkal­ teter Brammen (Temperatur unter 300°C) auf Materialfehler erstellt. Bis zur Aufstellung eines brauchbaren Spritzplanes müssen häufig viele Fehlgüsse in Kauf genommen werden. Daher wird seit Jahren versucht, die Temperaturverteilung im Strang mit Hilfe von Modellen und Temperaturmessungen an der Strang­ oberfläche mit Strahlungspyrometern zu ermitteln und daraus Bedingungen für die Spritzwassereinstellung abzuleiten. Diese Versuche sind bisher an den Schwierigkeiten einer zuverlässi­ gen Temperaturmessung unter den ungünstigen Umweltbedingungen beim Stranggießen von Stahl gescheitert. Zudem sind die quan­ titativen Zusammenhänge zwischen der Temperaturverteilung und dem Auftreten von Rissen nicht hinreichend bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, während des Gießens eine Spritzwasserverteilung und Abzugsgeschwindigkeit des Stranges anzugeben, die optimal sind, d. h. Gießerzeugnisse liefern, die möglichst geringe Innen- und Oberflächenrisse aufweisen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzei­ chen des Anspruchs 1 aufgeführten Verfahrensmerkmale gelöst.

Der besondere Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung be­ steht darin, daß durch Messung der Strangausbauchung und der vorhandenen Oberflächenrisse während des Gießvorganges am Strang das Spritzwasser und die Abzugsgeschwindigkeit hin­ sichtlich der erwähnten Materialfehler mit kleinstmöglicher Totzeit optimal eingestellt werden kann. Dadurch werden Fehl­ güsse weitgehend vermieden.

Zudem erfolgt die Messung von Ausbauchungen und/oder Rissen mit Wirbelstrommeßeinrichtungen, die im Gegensatz zu den bis­ her eingesetzten Temperaturmeßeinrichtungen unempfindlich gegenüber den ungünstigen Umweltbedingungen beim Gießprozeß und dem Zunderbelag auf der Strangoberfläche sind. Wirbel­ strommeßeinrichtungen als solche sind zwar bekannt (Buch von Heptner/Stroppe "Magnetische und magnetinduktive Werkstoff­ prüfung", VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1972), jedoch nicht im Zusammenhang mit einem Ver­ fahren zur Optimierung der durch Kühlung beeinflußbaren Bram­ menqualität beim Stranggießen mit Hilfe von Messungen direkt am Strang.

Gegenüber einer Rißerfassung mit Wirbelstrommeßanordnungen an weitgehend erkalteten (ferromagnetischen) Brammen hat die Messung am heißen (diamagnetischen) Strang noch den gro­ ßen Vorteil, daß Störungen durch Permeabilitätsschwankungen und Zunderbelag ausgeschlossen werden können.

Erfinderische Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 sind durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 5 gekennzeichnet.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird mit Hilfe der nach­ stehend beschriebenen Anordnung zur Durchführung desselben an Hand der Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigt die Figur eine Anordnung der Wirbelstrommeßköpfe zur Abstandsmessung in bezug auf den sich bewegenden Strang.

In der Figur ist mit 4 ein Strang, der sich auf den Betrach­ ter zubewegt, im Querschnitt zur Stranglaufrichtung darge­ stellt. Oberhalb des Stranges sind in der Querschnittebene drei Wirbelstrommeßköpfe 1, 2 und 3, an einen feststehenden Rahmen 5 montiert, vorhanden; dabei ist einer in der Mitte, die beiden übrigen in der Nähe der beiden Kanten der Bramme positioniert. Die Meßköpfe können sowohl oberhalb als auch unterhalb des Stranges angebracht werden.

Durch diese Art der Befestigung der Abstandsmeßköpfe für die Ausbauchungsmessung an einem Trägerrahmen hängt die Meßge­ nauigkeit nicht mehr von der Justierung des Rollengerüstes ab. Die Wirbelstrommeßköpfe erlauben die Bestimmung des Ab­ standes zwischen Meßkopf und Strangoberfläche, woraus sich durch Vergleich die Ausbauchung ergibt. Übersteigt die Aus­ bauchung einen bestimmten Wert, etwa 0,5 mm, so wird die Spritzwasserbeaufschlagung so weit erhöht, bis der obige Wert der Ausbauchung wieder unterschritten wird. Die Wirbelstrom­ meßköpfe zur Rißerfassung werden vorzugsweise am Rand und in der Mitte positioniert, weil dort bekanntermaßen Risse am häufigsten auftreten.

Durchläuft ein Außenriß den Meßbereich eines Wirbelstrommeß­ kopfes, so gibt dieser Meßkopf ein Signal ab, welches eine direkte Aussage über die Tiefe dieses Risses ermöglicht. Er­ gibt sich aus der Messung eine nicht tolerierbare Rißtiefe, so wird die Spritzwasserbeaufschlagung so weit erniedrigt, bis die Rißtiefe einen bestimmten Wert nicht übersteigt (im allge­ meinen 1 mm). Ist es nicht möglich, durch Spritzwasseroptimie­ rung die Grenzbedingungen für Außenrisse und Ausbauchung gleichzeitig zu erfüllen, so muß die Abzugsgeschwindigkeit erniedrigt werden. Andererseits können, wenn die vorgebbaren Grenzwerte noch nicht erreicht sind, die Abzugsgeschwindig­ keit und damit der Durchsatz bis zur Einstellung der Grenz­ werte erhöht werden.

Für die Rißerfassung ist zur Erlangung einer möglichst großen Genauigkeit und Ortsauflösung ein möglichst kleiner Abstand der Meßköpfe von der Strangoberfläche erforderlich. Da sich aber die Lage der Strangoberfläche ändern kann, wird ein kleiner Abstand durch eine Abstandsregelung der Meßköpfe er­ möglicht. Zudem entfällt bei konstantem Meßkopfabstand die Notwendigkeit einer Abstandskorrektur der Signale.

Claims (4)

1. Verfahren zur Optimierung der durch Kühlung be­ einflußbaren Brammenqualität beim Stranggießen, dadurch gekennzeichnet, daß Oberflächenrisse und/oder Ausbauchungen des Stranges während des Gießvorganges mit Wirbel­ strommeßköpfen am diamagnetischen Strang gemessen und die den Materialfehlern entsprechenden Meß­ werte zur Korrektur der Spritzwasserbeaufschla­ gung und der Abzugsgeschwindigkeit verwendet werden.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Ausbauchung auf einer Strang­ seite und quer zur Strangrichtung Wirbelstrom­ meßköpfe (1, 2, 3 in der Figur) angebracht sind, wovon mindestens einer in der Mitte und minde­ stens ein anderer in der Nähe einer der beiden Kanten positioniert ist.

3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Querschnittsebene des Stranges zur Messung des Abstandes mindestens zwei Wirbel­ strommeßköpfe gegenüber jeder Strangbreitseite positioniert sind, und zwar auf jeder Breit­ seite einer in der Mitte und einer nahe der Kante zu der gleichen Schmalseite hin.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelstrommeßköpfe zur Rißerfassung mit einer Verstelleinrichtung auf einem vor­ gegebenen Abstand gehalten werden.