Thermomechanische Untersuchung der Primärkühlzone einer Stahl-Stranggießanlage unter Einsatz faseroptischer Temperatursensoren
Frederic Crimmann
Die Stranggießkokille ist das Qualitätsaggregat der Stranggießanlage, welches ausschlaggebend für die Oberflächenqualität des erzeugten Produktes ist. Erhöhte Anforderungen, insbesondere an die Oberflächenqualität, erfordern im Stranggießprozess eine möglichst genaue Kenntnis des thermischen Fließprozesses und der auftretenden Kräfte sowie die Kontrolle der einzelnen Parameter innerhalb der Kokille, mit dem Ziel, den Nachbearbeitungsaufwand als wesentlichen Kostentreiber zu reduzieren. Für die Verbesserung des Gießprozesses ist ein vertieftes Verständnis in Bezug auf die ablaufenden physikalischen Vorgänge unabdingbar, welches möglichst durch eine detaillierte mathematische Modellierung gestützt werden sollte. Um Oberflächenfehler in Bezug auf die sogenannten Regenrinnen und damit verbundene Regenrinnenrisse bei Dickbrammen zu minimieren beziehungsweise zu beseitigen, wurde der Prozess innerhalb der Kokille mit dem Fokus auf die Konizitätseinstellungen und Wärmeabführung in den Schmalseiten näher betrachtet.
Zum einen wurden durch den Einsatz von Neigungswinkelsensoren eine Online-Messung der eingestellten Schmalseitenkonizität während des Gießprozesses realisiert und technisch sichergestellt.
Zum anderen wurde durch Integration von neuentwickelten faseroptischen Sensoren umfangreiche Temperaturmessungen in den Schmalseitenkupferplatten und somit eine genauere Darstellung der Temperaturentwicklung in Gießrichtung realisiert. Hierbei war die Entwicklung eines robusten faseroptischen Temperaturmesssystems für eine Stahlwerksumgebung mit extremen Bedingungen und dynamischen Belastungen eine große Herausforderung.
