New Generation of Continuous Casting Plants with Intelligent Manufacturing Strategy

Abstract

The changing market situations demand a sustainable usage of new and available technologies to support steel producers with highly flexible plant configurations and tools. Therefore, investments are focused on an optimization of production costs and product quality with a short-term return. The modular design of upgrade solutions provides an individual configuration of metallurgical process-optimization holistically taking into account the steel making and casting route.

One of the important developments in the last years is the integration of process parameters over the entire production route, ranging from iron making to finishing processes. This was also considered for casting plants through the usage of the actual chemical steel analysis from secondary metallurgy as an input parameter-set for the process model at the casting plant by DynaPhase phase transformation modelling. Consequently, the casting process is controlled more predictably and with high accuracy, such as the exact determination of the final point of solidification for a state of the art soft reduction.

Furthermore, a reduction of energy costs while improving the product quality was the focus of the new developments, which resulted for example in the completely new secondary cooling system DynaJet Flex. This system does not need any operation air and increases the cooling turn down rate two fold, which accommodates the growing demands in special steel casting.

Apart from the topics mentioned above, this paper gives an overview of the new developments in continuous casting of the last two years with several results out of operation and highlights the Industrie 4.0 setup of continuous caster process modelling with plant configuration.

Zusammenfassung

Sich verändernde Marktsituationen erfordern den nachhaltigen Einsatz neuer verfügbarer Technologien, um die Stahlproduzenten mit hochflexiblen Anlagenkonfigurationen und Werkzeugen zu unterstützen. Investitionen zielen daher darauf ab, Produktionskosten und Produktqualität mit kurzfristiger Rendite zu optimieren. Der modulare Aufbau von Nachrüstlösungen ermöglicht eine individuelle Konfiguration der metallurgischen Prozessoptimierung unter ganzheitlicher Berücksichtigung des Stahlherstellungs- und Gießweges.

Eine der wichtigsten Entwicklungen der letzten Jahre ist die Integration von Prozessparametern über den gesamten Produktionsweg von der Eisenherstellung bis zur Endbearbeitung. Dies wurde auch für Gießanlagen durch die Verwendung der chemischen Stahlanalyse aus der Sekundärmetallurgie als Eingangsparametersatz für das Prozessmodell in der Gießanlage durch DynaPhase Phasenumwandlungsmodellierung berücksichtigt. Folglich wird der Gießprozess vorhersagbarer und mit hoher Genauigkeit gesteuert, wie z. B. die exakte Bestimmung des Endpunktes der Erstarrung für die Soft-Reduction nach dem neuesten Stand der Technik.

Darüber hinaus standen eine Senkung der Energiekosten bei gleichzeitiger Verbesserung der Produktqualität im Mittelpunkt der Neuentwicklungen, die unter anderem zu dem völlig neuen sekundären Kühlsystem DynaJet Flex geführt haben. Dieses System benötigt keine Betriebsluft und erhöht die Kühlrate um das Zweifache, was den wachsenden Anforderungen im Spezialguss gerecht wird.

Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die oben genannten Themen zu den Neuentwicklungen im Strangguss der letzten zwei Jahre mit Betriebsergebnissen sowie Highlights zum „Industrie 4.0“-Aufbau der Stranggießprozessmodellierung mittels Anlagenkonfiguration.