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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING STEEL SLABS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/011925
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing steel slabs, whereby the strand leaves an ingot mold with melt enclosed by a strand shell and, in a strand guide located downstream, the opening width of guide rolls mounted in segments with upper and lower frames can be set in a continuous manner with successive steps by adjusting elements that join said guide rolls. An oscillation around a center line of the opening width serves to modify the opening width in order to render the dynamic influences on the guide rolls negligibly small. The amplitude of the opening width oscillation is set to a quantity, which does not provoke any plastic deformation of the strand shell. The actual opening width of the guide rolls is detected and the actuating force of the adjusting elements as well as the amplitude of the actuating force are determined at the same time. In the case of an increasing amplitude of the actuating force, the opening width is set to a predeterminable measure and/or guided in a pressure controlled manner via at least one adjusting element. A force/path diagram of the opening width setting is then determined from a multitude of force/path measurements along the strand. Said diagram is composed, in a chain-like manner, of a multitude of small force/path curves, which are each provided in the form of a hysteresis and which can be individually determined using an oscillation with a comparatively small amplitude.

Inventors:
VON WYL HORST (DE)
SCHUBERT INGO (DE)
JUNG WOLFRAM (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/008577
Publication Date:
February 14, 2002
Filing Date:
July 25, 2001
Export Citation:
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Assignee:
SMS DEMAG AG (DE)
VON WYL HORST (DE)
SCHUBERT INGO (DE)
JUNG WOLFRAM (DE)
International Classes:
B22D11/128; B22D11/20; (IPC1-7): B22D11/128; B22D11/20
Foreign References:
DE19720768C11999-01-14
US3891025A1975-06-24
Attorney, Agent or Firm:
Valentin, Ekkehard (Gihske, Grosse Hammerstrasse 2 Siegen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Erzeugen von Brammen aus Stahl, wobei der Strang eine Kokille mit von einer Strangschale umschlossener Schmelze verlässt und in einer nachgeordneten Strangführung die Maulweite von in Segmenten mit Oberund Unterrahmen gelagerten Führungsrollen durch sie verbin dende Verstellelemente stufenlos mit einander folgenden Schritten ein stellbar ist, wobei a) die Maulweite mittels Oszillation um eine Mittellinie der Maulweite in der Weise geändert wird, dass die dynamischen Einflüsse auf die Führungsrollen vernachlässigbar klein sind, b) die Amplitude der MaulweitenOszillation in einer Grosse eingestellt wird, die keine plastische Verformung der Strangschale hervorruft, c) die aktuelle Maulweite der Führungsrollen erfasst, und d) zugleich die Stellkraft der Verstellelemente sowie die Amplitude der Stellkraft ermittelt, und e) bei steigender Amplitude der Stellkraft die Maulweite auf ein vorgeb bares Mass eingestellt und/oder über mindestens ein Verstellelement druckgeregelt geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Vielzahl von Kraft/WegMessungen entlang des Stranges ein Kraft/WegDiagramm der Maulweiteneinstellung ermittelt wird, weiches sich nach Art einer Kette aus einer Vielzahl kleiner Kraft/WegeKurven je weils in Form einer Hysterese zusammensetzt, die je einzeln mittels einer Oszillation mit vergleichsweise kleiner Amplitude ermittelbar sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede in Form einer Hysterese ermittelte Kurve nach Massgabe ihrer Steigung als Index der aktuellen Steifigkeit des Systems"Segment Strang"ermittelt und ausgewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der ermittelte Steifigkeitskennwert mit gespeicherten Daten einer mit Erfahrungswerten gespeisten Datenbankdie bedarfsweise interpolierbar oder extrapolierbar sindverglichen wird und erkennbare Abweichungen durch entsprechende Maulweiteneinstellung korrigiert werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus jeder HysteresisKurve bereits nach einer Oszillation mit ver gleichsweise kleiner Amplitude festgestellt wird, ob die eingestellte Maul weite der Führungsrollen von der optimalen Grosse in Richtung"zu gross" oder"zu klein"abweicht, woraufhin eine entsprechende Korrektur vorge nommen wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Änderung der Fläche einer HysteresisKurvez. B. bei Abnahme der Flächedie Lage der Sumpfspitze ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche. 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus einer Änderung der Fläche einer HysteresisKurvez. B. bei Abnahme der Flächeeine Zunahme den Strangkonsistenz ermittelt wird.
Description:
Verfahren zum Erzeugen von Brammen aus Stahl Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Brammen aus Stahl, wobei der Strang eine Kokille mit von einer Strangschale umschlossener Schmelze verlässt, und in einer nachgeordneten Strangführung die Maulweite von in Segmenten mit Ober-und Unterrahmen gelagerten Führungsrollen durch sie verbindende Verstellelemente stufenlos mit einander folgenden Schritten einstellbar ist, wobei a) die Maulweite mittels Oszillation um eine Mittellinie der Maulweite in der Weise geändert wird, dass die dynamischen Einflüsse auf die Führung- rollen vernachlässigbar klein sind, b) die Amplitude der Maulweiten-Oszillation in einer Grosse eingestellt wird, die keine plastische Verformung der Strangschale hervorruft, c) die aktuelle Maulweite der Führungsrollen erfasst, und d) zugleich die Stellkraft der Verstellelemente sowie die Amplitude der Stell- kraft ermittelt, und e) bei steigender Amplitude der Stellkraft die Maulweite auf ein vorgebbares Mass eingestellt und/oder über mindestens ein Verstellelement druckge- regelt geführt wird.

Das in der DE 197 20 768 C1 beschriebene Verfahren hat zum Ziel, eine Er- mittlungsgrundlage zu schaffen, durch weiche die Maulweite mit einfachen messtechnischen sowie rechnerischen Mitteln exakt über die gesamte Strang- führung einstellbar ist, und darüber hinaus sich die aktuelle Position der Sumpf- spitze innerhalb der Bramme sicher bestimmen läßt.

Das Verfahren beruht im Kern auf einer dynamischen Messung mittels Erre- gung des Stranges in Oszillation, mit deren Hilfe erkennbar ist, ob an einer Meßstelle ein Trend zu größerer oder zu kleinerer Maulweite, weg von der op- timalen Maulweite, auftritt, um daraufhin die erkannte Abweichung mit gezielten Maßnahmen zu korrigieren.

Bei der dynamischen Messung ergibt die Stellkraft relativ zur Maulweite eine Hysteresiskurve. Diese hat eine relativ kleine Fläche, wenn die Schale noch dünn und der Sumpf relativ gross ist. Die Hysteresiskurve weist andererseits eine relativ grosse Fläche auf, wenn die Schale weiterhin wächst und das Sumpfvolumen abnimmt, und nimmt eine besonders schlanke Form an, wenn der Strang durcherstarrt ist.

Bei dem bekannten Verfahren wird die Maulweite mit einer Oszillation um eine vorgebbare Mittellinie der angestrebten Brammendicke geändert. Dabei wer- den Kraft-Weg-Kennlinien ausgewertet, wofür unter anderem für die erforderli- che Auswertung die Steigung der Kennlinien in der Kraft-Weg-Ebene und deren Schnittpunkt in Betracht gezogen werden.

Obwohl in dem erwähnten Dokument angegeben ist, dass die gewählte Oszilla- tionsgrösse so gewählt werden soll, dass die dynamischen Einflüsse auf die nach Verlassen der Kokille noch relativ dünne Strangschale vernachlässigbar klein gehalten werden, wobei die Amplitude der oszillierenden Maulweite in ei- ner Grosse eingestellt werden soll, die eine plastische Verformung der Strang- schale verhindert, ist diesen Angaben nach dem Fachmann keine klare, nach- voliziehbare Lehre zum technischen Handeln anhand gegeben. Denn das be- kannte Verfahren geht zumindest implizit davon aus, dass die der Berechnung zugrundeliegende Amplitude der Kraft-Weg-Kennlinie im Rahmen von lediglich nur einer einzigen Oszillationsperiode ermittelt wird, das heisst, dass der ge- samte Weg der Messung mit einem Hub zurückgelegt wurde.

Praktische Messungen für den oben beschriebenen Fall haben jedoch ergeben, dass dabei der Hub eine solche Grosse einnehmen müsste, dass-je nach dem Ausgangspunkt der Oszillation-die Gefahr einer plastischen Deformation der Strangschale mit der Folge von Gefügerissen akut gegeben ist.

Ausgehend von den vorgenannten Erkenntnissen und Erfahrungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren in der Art und Weise zu verbessern und auszugestalten, um bei dessen messtechnischer Durchfüh- rung mit Gewinnung optimaler Messergebnisse mit aller Sicherheit die Nach- teile und Schwierigkeiten durch schädliche Deformation der Strangschale oder Störungen von deren Gefüge wie Rissbildung zu vermeiden.

Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff von An- spruch 1 genannten Art mit der Erfindung vorgeschlagen, dass aus einer Viel- zahl von Kraft-Weg-Messungen entlang des Stranges ein Diagramm der Maul- weiteneinstellung ermittelt wird, weiches sich nach Art einer Kette aus einer Vielzahl kleiner Kraft/Wege-Kurven, jeweils in Form einer Hysterese, zusam- mensetzt, die je einzeln mittels einer Oszillation mit vergleichsweise kleiner Amplitude ermittelbar sind. Damit werden die Nachteile und Schwierigkeiten der vorgenannten Art bei der bekannten Messdurchführung mit Sicherheit ver- mieden und ein optimales Stranggefüge erzielt.

Für den praktischen Giessbetrieb ist sowohl eine sichere, wie auch schnellt- mögliche Ermittlung und Einstellung der optimalen Maulweite des Strangfüh- rungssystems erforderlich. Deshalb soll bereits nach jeder Oszillation mit klei- ner Amplitude erkennbar sein, ob die Maulweite"zu gross"oder"zu klein"ist.

Zu diesem Zweck wird die Steigung jeder kleinen Hysterese der"Kette"ausge- wertet. Diese entspricht der Steifigkeit des Systems"Segment-Strang"an der Meßstelle. Dieser Steifigkeitswert kann dann mit gespeicherten Werten einer Datenbank verglichen werden, die für die Segmentsteuerung hinterlegt ist. Die- se Datenbank umfasst aus Erfahrung gewonnene Steifigkeitswerte, die sich auf unterschiedliche Strangbreiten und Erstarrungszustände wie flüssigen Sumpf, oder den Übergangsbereich Solidus/Liquidusfortschritt beziehen.

Ein Vergleich mit Werten dieser Datenbank, die bedarfsweise interpoliert oder extrapoliert werden können, gibt Aufschluss über die Maulweite im Vergleich zur optimalen Maulweite.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht weiterhin vor, dass aus einer Ände- rung der Fläche einer Hysteresis-Kurve-z. B. Abnahme der Fläche-die Lage der Sumpfspitze ermittelbar ist.

Und schließlich ist es mit Vorteil möglich, dass aus einer Änderung der Fläche einer Hysteresis-Kurve-z. B. bei Abnahme der Fläche-eine Zunahme der Strangkonsitenz ermittelt wird.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargelegt.

Es zeigt : Ein Kraft-Weg-Diagramm der Maulweiten-Einstellung. Diese setzt sich aus ei- ner Vielzahl kleiner Kraft-Weg-Kurven zusammen, die je einzeln mittels einer Oszillation mit geringer Amplitude ermittelt wurden. Daraus ist für den prakti- schen Giessbetrieb eine sowohl sichere, als auch schnelle Ermittlung und Ein- stellung der optimalen Maulweite erkennbar und möglich. Daraus ist bereits nach einer Oszillation mit kleinster Amplitude ersichtlich, ob die Maulweite zu gross oder zu klein ist und korrigiert werden muss. Die einzelnen Kurven-jede für sich eine Hysteresis-greifen wie Glieder einer Kette ineinander und zeigen entlang des Stranges den Verlauf der Stellkraft über der Maulweite.

Die Erfindung stellt gewissermassen ein"Röntgenbild"des Stranges dar und löst in optimaler Weise die eingangs gestellte Aufgabe.