DE3206501C1 - Method and extractor for horizontal continuous casting of metal, in particular steel - Google Patents
Method and extractor for horizontal continuous casting of metal, in particular steelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die zugehö-. rige Auszieheinrichtung zum Horizontalstranggießen von Metall, insbesondere von Stahl, bei dem der Gußstrang schrittweise ausgezogen und nachfolgend zurückbewegt wird, wobei der Ziehhub größer als der Rückhub ist.The invention relates to a method and the associated. rige pull-out device for horizontal continuous casting of metal, especially steel, in which the cast strand is gradually drawn out and then moved back is, the pulling stroke is greater than the return stroke.
Ein derartiges Verfahren wird ausgeübt, um das Ausfördern des Gußstranges aus der Horizontalstranggießkokille zu unterstützen, das im Gegensatz zum Vertikalbzw. Bogenstranggießen steht, bei dem das Ausfördern des Gußstranges unter anderem teils durch die Schwerkraft, teils durch die Oszillationsbewegung der Vertikalstranggießkokille unterstützt wird. Beim Horizontalstranggießen von Stahl ist von entscheidender Bedeutung, daß die im Innern des Gußstranges befindlichen Schweißebenen an der äußeren Oberfläche weitgehend unsichtbare Markierungen hinterlassen. Von äußeren Unregelmäßigkeiten abgesehen, besteht selbstverständlich auch das Erfordernis, innere Risse und KernlunkerSuch a method is practiced in order to convey the cast strand out of the horizontal continuous casting mold to support, which in contrast to the vertical or Continuous arc casting stands, in which the conveying out of the cast strand, partly due to gravity, partly due to the oscillating movement of the vertical continuous casting mold is supported. In the horizontal continuous casting of steel, it is of decisive importance that the weld planes located in the interior of the cast strand on the outer surface largely leave invisible marks. Apart from external irregularities, it goes without saying also the requirement of internal cracks and core holes
ίο zu vermeiden.ίο to avoid.
Es ist bekannt (CH-PS 4 46 622), den gegossenen Strang mit einem Paar Klemmorganen zu erfassen und kontinuierlich oder absatzweise weiterzubewegen. Das bekannte Verfahren strebt an, genügend kleine Hübe und von diesem möglichst viele pro Zeiteinheit durchzuführen. Das gesteckte Ziel soll dadurch erreicht werden, daß der Gußstrang, ohne daß die Klemmorgane gelöst werden, um einen oder mehrere Hübe weiterbewegt wird und dann von einem anderen Paar Klemmorganen erfaßt und, ohne daß diese Klemmorgane gelöst werden, um einen oder mehrere Hübe weiterbewegt wird, während die Klemmorgane des erstgenannten Paares vom Gußstrang gelöst werde.n und dieses Paar in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird, um den Gußstrang von neuem zu erfassen, wenn das andere Paar Klemmorgane vom Gußstrang gelöst und in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Ein solches Verfahren bewirkt jedoch lediglich, den Strang entweder zu halten oder ihn absatzweise weiterzubewegen.It is known (CH-PS 4 46 622) to capture the cast strand with a pair of clamping members and to move continuously or intermittently. The known method aims at sufficiently small strokes and to carry out as many of these as possible per unit of time. The set goal should be achieved by that the cast strand, without the clamping elements being released, is moved one or more strokes is and then grasped by another pair of clamping members and without these clamping members being released, is moved by one or more strokes, while the clamping members of the first-mentioned pair of Cast strand will be loosened and this pair in its starting position is returned to grasp the cast strand again when the other pair of clamping members is released from the cast strand and returned to its original position. Such a procedure causes but only to either hold the strand or move it on in stages.
Es genügt jedoch nicht, den Gußstrang nur in Intervallen auszuziehen und zwischen den Intervallen festzuhalten, es ist vielmehr erforderlich, beim horizontalen Stranggießen von Stahl einen Rückhub vorzusehen, um die erwähnten Schweißebenen innerhalb des Guß-Strangquerschnitts zu erzeugen.However, it is not sufficient to pull out the cast strand only at intervals and to hold it between the intervals, rather, it is necessary to provide a return stroke in the horizontal continuous casting of steel in order to to produce the mentioned welding planes within the cast-strand cross-section.
Das bekannte Verfahren strebt zwar zusätzlich an, genügend kleine Hübe und von diesen möglichst viele pro Zeiteinheit durchzuführen, was jedoch ohne Rücksichtnahme auf die erforderlichen Kristallisationszeiten der einzelnen Schweißebenen erfolgt. Mit anderen Worten ausgedrückt, genügt es den Anforderungen zum Stranggießen von Stahl nicht, besonders schnell zu gießen, um aufgrund einer höheren Gießgeschwindigkeit ein höheres Ausbringen zu erzielen.The known method also aims at sufficiently small strokes and as many of them as possible to be carried out per unit of time, however, without taking into account the required crystallization times of the individual welding planes. In other words, it meets the requirements for Continuous casting of steel fails to cast particularly quickly due to a higher casting speed to achieve a higher yield.
Die zu dem beschriebenen Verfahren zugehörige Auszieheinrichtung ist aufgrund einer Spiel gestattenden hydraulischen Kraftübertragung mit dem Mangel behaftet, daß die hydraulisch erzeugten Ziehhübe nur sehr grob auf den Strang übertragen werden können.The pull-out device associated with the described method is due to a game-permitting hydraulic power transmission has the defect that the hydraulically generated pulling strokes only can be transferred very roughly to the strand.
so Die übergreifende Arbeitsweise mehrerer Klemmbakkenpaare reicht nämlich nicht aus, um innerhalb der Kraftübertragungsstrecke des hydraulischen Systems auftretende Leerlaufwege auszugleichen. Es ist durchaus möglich, daß zu gleicher Zeit in parallelgeschaltetenso The overarching mode of operation of several pairs of clamping jaws is not sufficient to operate within the Power transmission path of the hydraulic system to compensate for any idle travel. It is quite possible that at the same time in parallel
Hydraulikkreisen Übertragungsspiel auftritt, das die gewünschte Starrheit des Systems aufhebt.Hydraulic circuits transmission backlash occurs, which cancels the desired rigidity of the system.
Von diesen Mängeln des Standes der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, definierte, feinste Hübe bei kleinsten Zykluszeiten präzise auszuführen (Aufgabe des Verfahrens) sowie die groben Steuerelemente, Arbeitsgeräte, Zylinder mit üblichen Dichtungen, Rohrleitungen, Fahrtendschalter u. dgl. umzugestalten, so daß die Summe der im System vorhandenen Elastizität bzw. des vorhandenen Spiels um annähernd eine Zehner-Potenz gesenkt wird (Aufgabe der Auszieheinrichtung).Proceeding from these deficiencies in the prior art, the invention is based on the object of defining, Execute the finest strokes precisely with the smallest cycle times (task of the process) as well as the coarse To redesign control elements, tools, cylinders with the usual seals, pipes, travel limit switches and the like, so that the sum of the elasticity present in the system or the existing play by approximately a power of ten is lowered (task of the extractor).
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Ziehhub und der Rückhub in solche Schwingungen un-The problem is solved in that the pulling stroke and the return stroke in such vibrations un-
terschiedlicher Amplitudenabschnitte unterteilt werden, daß der Ziehhub im vollen Millimeter-Bereich veränderbar, der Rückhub im 0,1-Millimeter-Bereich veränderbar und die Zykluszeiten im Bereich unter einer Sekunde liegen. Der Vorteil dieser Maßnahmen umfaßt die erforderlichen feinen Bewegungen in kurzen Zeiträumen, so daß besonders hochwertige Oberflächen erzielt werden. Außerdem ist mit der Erfindung die Einstellung werkstoffspezifischer Zieh- bzw. Rückhübe verbunden, so daß z. B. einem Ziehhub in minimalem Bereich ein Rückhub im 0,1-Millimeter-Bereich bei Zykluszeiten im Bereich von Bruchteilen einer Sekunde zugeordnet werden. Ferner wird vorteilhafterweise die Tiefe der Schweißebenen innerhalb des Gußstrangquerschnitts verkürzt.different amplitude sections are divided, that the pulling stroke can be changed in the full millimeter range, the return stroke can be changed in the 0.1 millimeter range and the cycle times are in the range of less than one second. The advantage of these measures includes the required fine movements in short periods of time, so that particularly high-quality surfaces can be achieved. In addition, the setting of material-specific pulling and return strokes is associated with the invention, so that z. B. a pulling stroke in a minimal range, a return stroke in the 0.1 millimeter range with cycle times in Range of fractions of a second can be assigned. Furthermore, the depth of the Welding planes shortened within the cast strand cross-section.
Vorteilhaft ist außerdem, wenn zwischen Ziehhub und Rückhub bzw. zwischen Rückhub und Ziehhub Halbzeiten von 0 bis 10 Sekunden eingeschaltet werden.It is also advantageous if half times between the pulling stroke and the return stroke or between the return stroke and the pulling stroke can be switched on from 0 to 10 seconds.
Eine Verbesserung des Verfahrens wird außerdem dadurch erzielt, daß die Haltezeiten von 0 bis 10 Sekunden in Schritten von 0,01 Sekunden eingestellt werden. Derartig kleine zeitliche Schritte tragen entscheidend zur Verschweißung der einzelnen abzukühlenden Querschnittsbereiche bei.An improvement in the method is also achieved in that the holding times are from 0 to 10 seconds can be set in steps of 0.01 seconds. Such small temporal steps are decisive for the welding of the individual cross-sectional areas to be cooled.
Unter Vermeidung der erwähnten Totzeiten ist ferner vorteilhaft, daß Klemmzeit und/oder Klemmkraft der Auszieheinrichtung nach einem vorgegebenen Programm gesteuert werden. Diese Maßnahme dient der Automatisierung und damit der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.While avoiding the dead times mentioned, it is also advantageous that the clamping time and / or clamping force of the Extraction device can be controlled according to a predetermined program. This measure is used Automation and thus the profitability of the process.
In Verbesserung des Verfahrens ist dann noch vorge* sehen, daß die Klemmzeit größer als die Ziehhub- bzw. Rückhubzeit gewählt wird. Diese Maßnahme sichert auf einfache Weise das Fixieren der vom Gußstrang einmal eingenommenen Position, um ein intervallgleiches Nachfließen des Schmelzmetalles innerhalb der Horizontalkokille zu gewährleisten.In an improvement of the method, it is then provided that the clamping time is greater than the pulling stroke or Return stroke time is selected. This measure ensures the fixing of the cast strand once in a simple manner assumed position to ensure that the molten metal continues to flow at the same intervals within the horizontal mold to ensure.
Die Auszieheinrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist mit zumindest einer in Stranglaufrichtung bewegbaren Klemmvorrichtung ausgerüstet. Zur Lösung der vorrichtungstechnischen Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Klemmvorrichtung in einer parallel zur Strangachse verlaufenden Führung auf einem Träger angeordnet ist und daß eine aus einer Servoeinheit bestehende Kolben-Zylinder-Einheit unmittelbar an den Träger angeschlossen und mittels einer programmierbaren Steuerung betätigbar ist. Diese Auszieheinrichtung vermeidet die erwähnten groben Steuerelemente und Arbeitsgeräte, z. B. Nockenschalter, die auf ein Ablaßventil wirken, Zylinder mit üblichen Dichtungen, Rohrleitungen, Fahrtendschalter u.dgl. und vermeidet dadurch die unerwünscht hohe Summe großer Elastizität und/oder unerwünschten Spiels in einem hydraulischen Kraftkreis. Diese Auszieheinrichtung erbringt daher die wünschenswerte Qualität erforderlicher Feinheit und Bestimmtheit der Bewegung und ist annähernd im Ergebnis um etwa eine Zehner-Potenz kleiner als die Werte, die mit der bekannten Auszieheinrichtung erreicht werden. Vorteilhaft ist ferner, daß mit dieser Auszieheinrichtung kurze Zykluszeiten erreicht werden können.The pull-out device for carrying out the method has at least one in the direction of travel of the strand movable clamping device equipped. To solve the device-related problem, it is proposed that that the clamping device in a guide running parallel to the strand axis on a carrier is arranged and that a piston-cylinder unit consisting of a servo unit directly to the Is connected carrier and operated by means of a programmable controller. This puller avoids the rough controls and implements mentioned, e.g. B. Cam switches that act on a drain valve act, cylinders with standard seals, pipelines, travel limit switches, etc. and thus avoids the undesirably high sum of great elasticity and / or undesirable play in a hydraulic Power circle. This pull-out device therefore produces the desired fineness and quality Determination of the movement and the result is approximately a power of ten smaller than the values which can be achieved with the known pull-out device. It is also advantageous that with this pull-out device short cycle times can be achieved.
In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Auszieheinrichtung ist vorgesehen, daß die Kolben-Zylinder-Einheit über einen hydraulischen Kreis betätigbar ist, der an einen hydraulischen Akkumulator angeschlossen ist. Damit steht der Servoeinheit stets ein hohes Druckpotential bei entsprechend großer Fördermenge zur Verfügung.In an embodiment of the pull-out device according to the invention it is provided that the piston-cylinder unit can be actuated via a hydraulic circuit which is connected to a hydraulic accumulator is. This means that the servo unit always has a high pressure potential with a correspondingly large delivery rate Disposal.
Eine andere Verbesserung der Erfindung stellt dar, daß die Klemmvorrichtung mittels eines Differentialzylinders betätigbar ist. Ein solcher Differentialzylinder gestattet eine besonders einfache Befestigung der Klemmhebel.Another improvement of the invention is that the clamping device by means of a differential cylinder is actuatable. Such a differential cylinder allows a particularly simple attachment of the Clamping lever.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist noch vorgesehen, daß die Servoventile aus Wegeventilen bestehen, die synchron zu den in der elektronischen Steuerung einstellbaren Parametern (Prozeßgrößen des Stahl-Horizontal-Stranggießens) steuerbar sind.In a further embodiment of the invention it is also provided that the servo valves consist of directional control valves, the parameters that can be set in the electronic control system (process variables of the Steel horizontal continuous casting) are controllable.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Auszieheinrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren ausgeübt werden kann. Die Figur stellt einen Längsachsenquerschnitt durch die Auszieheinrichtung mit zugehörigen elektrischen bzw. hydraulischen Funktionskreisen dar.The single figure of the drawing shows an embodiment of the pull-out device with which the inventive Proceedings can be exercised. The figure shows a longitudinal axis cross-section through the pull-out device with the associated electrical or hydraulic function circuits.
Der Gußstrang 1 aus Stahl verläßt eine nicht weiter dargestellte Horizontalstranggießkokille und bewegt sich auf (ebenfalls nicht dargestellten) Rollgangsrollen liegend von links nach rechts. In einer weiteren nicht gezeigten Adjustageeinrichtung wird der Gußstrang in Teillängen zerlegt.The cast strand 1 made of steel leaves a horizontal continuous casting mold, not shown, and moves lying on roller table rollers (also not shown) from left to right. In another not The finishing device shown is divided into partial lengths.
Außerhalb des Rollgangs befinden sich, in Stranglaufrichtung 2 parallel zur Strangachse 3 verlaufend, Führungen 4 für Klemmvorrichtungen 5 und 6, Die Klemmvorrichtungen 5 und 6 werden von dem Träger 7 getragen, der in der dargestellten Ausführung als Wagen gestaltet ist. Dessen Räder Ta, 7b rollen deshalb auf Führungen 4, die als Schienen ausgeführt sind. Die Führungen 4 sind mit einer weiter nicht dargestellten Abdekkung versehen, die an dem Träger befestigt ist und den Schmutz von der relativ genauen Führung 4 fernhalten. Jeder der Träger 7 weist ein Paar um horizontal und längsverlaufende Achsen 8 schwenkbare Klemmarme 9 auf, an denen ebenfalls paarweise Klemmbacken 10 befestigt sind. Die Klemmbacken 10 sind jeweils über Differentialzylinder 11 betätigbar.Outside the roller table, running parallel to the strand axis 3 in the strand running direction 2, there are guides 4 for clamping devices 5 and 6. The clamping devices 5 and 6 are carried by the carrier 7, which is designed as a carriage in the embodiment shown. Its wheels Ta, 7b therefore roll on guides 4, which are designed as rails. The guides 4 are provided with a cover (not shown further) which is fastened to the carrier and which keep the dirt away from the relatively precise guide 4. Each of the carriers 7 has a pair of clamping arms 9 pivotable about horizontally and longitudinally extending axes 8, to which clamping jaws 10 are also fastened in pairs. The clamping jaws 10 can each be actuated via differential cylinders 11.
Der Träger 7 ist vorteilhafterweise unmittelbar an die Servoeinheit 12 angeschlossen. Den Anschluß bildet die Kolbenstange 13 der Kolben-Zylinder-Einheit 14. Das Servoventil 15 steuert die Kolben-Zylinder-Einheit 14 in der gewünschten Feinfühligkeit und Präzision. Ein Spiel zwischen dem Träger 7 und der Kolbenstange 13 ist nicht möglich.The carrier 7 is advantageously connected directly to the servo unit 12. The connection forms the Piston rod 13 of the piston-cylinder unit 14. The servo valve 15 controls the piston-cylinder unit 14 in the desired sensitivity and precision. There is play between the carrier 7 and the piston rod 13 not possible.
Die Träger 7 und die Klemmbacken 10 (bzw. die Differentialzylinder 11) sind jeweils an ein besonderes Hydraulik-Elektronik-Aggregat angeschlossen:The carrier 7 and the clamping jaws 10 (or the differential cylinder 11) are each connected to a special hydraulic-electronic unit:
Der Motor M treibt mittels der Pumpe 16 Hydraulikflüssigkeit aus dem Sammelbehälter 17 durch den Sicherheitsblock 18 in den hydraulischen Akkumulator 19. Bei unzulässig hohem Druck (höhere Drücke werden im Betrieb vorausgesetzt) schaltet das Druckbegrenzungsventil 20 ab und leitet überschüssige Hydraulikflüssigkeit in den Sammelbehälter 17 zurück. An den hydraulischen Akkumulator 19 sind die Servoventile 15 jeweils mit Rohren 21 bzw. 22 sowie auch die Differentialzylinder 11 angeschlossen. Letztere werden durch in Reihe geschaltete Steuerventile 23 betätigt. Diese Schaltung legt an die Servoventile 15 und an die Steuerventile 23 jeweils den erwähnt hohen Druck an.The motor M drives hydraulic fluid from the collecting container 17 through the safety block 18 into the hydraulic accumulator 19 by means of the pump 16. If the pressure is impermissibly high (higher pressures are required during operation), the pressure relief valve 20 switches off and directs excess hydraulic fluid back into the collecting container 17. The servo valves 15 are connected to the hydraulic accumulator 19 by tubes 21 and 22, as well as the differential cylinders 11. The latter are actuated by control valves 23 connected in series. This circuit applies the aforementioned high pressure to the servo valves 15 and to the control valves 23.
Die Ansteuerung der Servoventile 15 und der Steuerventile 23 erfolgt von der frei programmierbaren elektronischen Steuerung 24 aus. Die Steuerung 24 ist über die elektrische Verbindung 25 bzw. 26 an die Steuerventile 23 und über die elektrischen Leitungen 27 bzw. 28 an die Servoventile 15 gelegt.The control of the servo valves 15 and the control valves 23 is carried out by the freely programmable electronic Control 24 off. The controller 24 is connected to the control valves via the electrical connection 25 and 26, respectively 23 and placed on the servo valves 15 via the electrical lines 27 and 28, respectively.
Das Verfahren wird aufgrund der vorstehend erläuterten elastizitätsarmen und weitestgehend spielfrei arbeitenden Auszieheinrichtung z. B. in dem nachfolgend beschriebenen Zyklus ausgeübt: Auf den Ziehhub 29 in einer Größenordnung zwischen I mm bis 99 mm folgt eine Haltezeit von 0,3 Sekunden, wonach der Rückhub 30 einsetzt, der z. B. 2,3 mm beträgt. Anschließend wird wieder eine Haltepause von 0,5 Sekunden eingelegt. Derselbe Zyklus wiederholt sich anschließend aufgrund des vorgegebenen automatischen Programms.The method is due to the above-explained low elasticity and largely play-free pulling device z. B. in the following Cycle described is exercised: The pulling stroke 29 follows in an order of magnitude between I mm and 99 mm a holding time of 0.3 seconds, after which the return stroke 30 begins, the z. B. 2.3 mm. Then will there was again a pause of 0.5 seconds. The same cycle is then repeated due to of the preset automatic program.
In der Zeichnung sind die Endlagen des Ziehhubs 29 bzw. des Rückhubs 30 jeweils gestrichelt eingezeichnetIn the drawing, the end positions of the pulling stroke 29 and the return stroke 30 are each shown in dashed lines
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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