AT372319B

AT372319B - Verfahren zum ueberwachen von in einer stranggiesskokille befindlicher schmelze

Info

Publication number: AT372319B
Application number: AT23582A
Authority: AT
Inventors: Reinhard Ing Hargassner; Franz Dipl Ing Unterleitner
Original assignee: Voest Alpine Ag
Priority date: 1982-01-22
Filing date: 1982-01-22
Publication date: 1983-09-26
Also published as: ATA23582A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen von in einer Stranggiesskokille befindlicher Schmelze während des Stranggiessens, wobei die Kokille mittels eines in vorbestimmter
Höhe der Kokille angeordneten Ultraschall-Senders durchschallt wird und die Durchgangssignale mittels eines dem Sender gegenüberliegenden Ultraschall-Empfängers aufgezeichnet werden.

Eine Gefahr stellt beim Stranggiessen das Eindringen von Schlacke in die Kokille dar, da es bei Ausfördern der Schlacke mit dem Strang aus der Kokille in die Sekundärkühlzone durch das Spritzwasser der Sekundärkühlzone knapp unterhalb der Kokille zu Explosionen kommen kann. Zur Vermeidung solcher Schwierigkeiten beim Stranggiessen ist es erwünscht, die Kokille dahingehend zu überwachen, ob Schlackenschmelze in der Kokille vorhanden ist oder nicht.

Zum Zwecke der Schlackenerkennung in der Kokille eignet sich die Durchstrahlung der Kokille mittels y-Strahlen. Diese Methode ist jedoch mit Nachteilen behaftet : So muss das Giesspersonal eigens eingeschult werden, und es sind diverse Strahlenschutzvorschriften einzuhalten, wodurch das Verfahren teurer wird. Weiters ist das Giesspersonal oft nicht gerne bereit, mit radioaktiven Substanzen zu arbeiten.

Weiters ist es bekannt, den Metallschmelzenstrahl beim Austritt aus der Pfanne mit einem Verhältnispyrometer zu beobachten, wobei man mit diesem Verhältnispyrometer feststellen kann, ob Metallschmelze oder bereits Schlackenschmelze aus der Pfanne austritt. Dadurch ist es zwar nicht möglich, das Vorhandensein von Schlacke in der Kokille zu erkennen, jedoch wird man zumindest darüber informiert, ob Schlacke in das Zwischengefäss gelangt. Wird jedoch der Metallschmelzenstrahl zwischen Pfanne und Zwischenbehälter innerhalb eines Giessrohres geführt, lässt sich eine Beobachtung mit einem Verhältnispyrometer nicht mehr durchführen.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zum Bestimmen des Vorhandenseins von Schlackenschmelze in der Kokille zu schaffen, welches ein genügend genaues Ergebnis liefert, unempfindlich ist bei den beim Stranggiessen herrschenden Verhältnissen und durch welches eine Gefährdung des Giesspersonals ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zum Bestimmen des Vorhandenseins von Schlackenschmelze innerhalb der Kokille die Durchgangssignale mittels des Empfängers nach der Intensität der empfangenen Signale und nach der Zeitdauer des Durchganges der Impulse durch die Kokille aufgezeichnet bzw. ausgewertet werden, wobei die Intensität der Durchgangssignale ein Mass für die Füllhöhe in der Kokille und die Zeitdauer des Impulsdurchganges ein Mass für das spez. Gewicht der Schmelze darstellen.
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2447580 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden die Amplituden der Durchgangssignale gemessen und einer Auswertung zugeführt, wobei die Amplituden eine Überwachung der Erstarrung des Stahles in der Stranggiesskokille ermöglichen. In die Kokille eingedrungene Schlacke kann mit diesem bekannten Verfahren nicht eruiert werden.

Gemäss einer bevorzugten Verfahrensweise wird erfindungsgemäss das empfangene Signal hinsichtlich seiner Intensität mit einer vorgewählten Mindestintensität verglichen und löst bei Überschreiten dieser Mindestintensität und bei Überschreiten der für die gegossene Metallschmelze charakteristischen Kokillendurchgangszeit des Durchgangssignals ein Alarmsignal aus.

Bei Auftreten des Alarmsignals können Tätigkeiten entweder automatisch oder manuell ausgelöst werden, beispielsweise ist es möglich, die Schlacke aus der Kokille zu fischen oder den Giessbetrieb zu unterbrechen.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert, wobei Fig. l eine schematisch dargestellte Kokille im Schnitt und Fig. 2 ein Diagramm zur Auswertung des Empfangssignals zeigen. In den Fig. 3 und 4 ist in zu den Fig. 1 und 2 analoger Darstellung der Zustand bei hohem Badspiegel veranschaulicht. In Fig. 5 ist ein Durchgangssignal gezeigt, welches bei Vorhandensein von Schlacke in der Kokille zwischen Sender und Empfänger auftritt.

In zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden--1, 2--der Durchlaufkokille sind in vorbestimmten Höhenlagen --3, 4-- einander gegenüberliegende Ultraschall-Sender --5, 6-- sowie Ultraschall-Empfänger--7, 8--angeordnet, wobei die Ultraschall-Sender und-Empfänger. in

Rohre --9-- eingesetzt sind, die sich zum Teil in rechtwinkeliger Richtung zu den den Innenraum der Kokille begrenzenden Kupferplatten --10, 11-- der Seitenwände --1, 2-- in die Kupferplatten - -10, 11-- hineinerstrecken.

Gemäss dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils zwei übereinander- liegende Ultraschall-Sender --5, 6-- und zwei zugehörige Ultraschall-Empfänger --7, 8-- vorge- sehen. Die Frequenz des ausgesendeten Ultraschalles liegt zwischen 0, 02 und 2 MHz, wobei jedoch eine Frequenz kleiner als 0, 5 MHz bevorzugt wird. Die Sender senden Ultraschall impulsweise, wo- bei die einzelnen Impulse von den Empfängern hinsichtlich Intensität des empfangenen Signals so- wie hinsichtlich der Zeitdauer des Durchganges des Impulses durch die Kokille ausgewertet werden.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Zustand der Kokille mit tiefliegendem Badspiegel --12-- der Me- tallschmelze --13-- (Stahlschmelze) veranschaulicht. Es kann kein Signal empfangen werden. Die
Abszisse des in den Fig. 2 und 4 veranschaulichten Diagramms stellt die Zeitdauer t dar, die der
Ultraschallimpuls ausgehend vom Sender --5, 6-- bis zum Empfänger --7, 8-- benötigt. Auf der
Ordinate ist die Intensität des empfangenen Signals aufgetragen, wobei zweckmässig die Intensitä- ten der beiden durch die beiden Empfänger --7, 8-- empfangenen Signale in Summe aufgezeigt werden. Das Fehlen eines Empfangssignals signalisiert, dass Schmelze vermehrt nachgegossen wer- den muss.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Fall ist der höchst mögliche Badspiegel --12-- in der Kokille eingezeichnet. Das empfangene Ultraschall-Signal weist für jeden der Empfänger die höchst mög- liche Intensität auf.

In Fig. 4 ist das empfangene Signal veranschaulicht. Nach einer für die Metallschmelze charakteristischen Durchgangszeit t1 der Ultraschallimpulse durch die Kokille werden Signale empfangen, deren Intensität etwa halb so gross ist wie die in Fig. 4 eingezeichnete maximale Inten- sität Im , da die Intensitäten der beiden von den Empfängern --7, 8-- empfangenen Signale beim Auswerten summiert werden.

Befindet sich der Badspiegel in einer Höhe zwischen den beiden in den Fig. 1 und 3 dargestellten extremen Höhenlagen --14, 15--, so liegt die Intensität I des empfangenen Signals zwischen dem Grenzwert Null gemäss Fig. 2 und dem Intensitätsmaximum imam gemäss Fig. 4, wobei sich die Intensität I etwa proportional zur Höhe des Badspiegels --12-- zwischen den Grenz-Höhenla- gen --14, 15-- verhält.

Sobald Schlackenschmelze zwischen einen der Sender und den korrespondierenden Empfänger gelangt, benötigt der Ultraschall-Impuls nicht mehr die Zeit tl wie beim Vorhandensein von Stahl, sondern auf Grund des vom gegossenen Metall unterschiedlichen spez. Gewichtes die Zeit t, um durch die Kokille zu treten. Dies ist in Fig. 5 veranschaulicht. Je geringer die Dichte des zu durchstrahlenden Mediums ist, umso länger ist die Durchlaufzeit t des Ultraschalles durch die Kokille.

Zweckmässig wird das empfangene Signal jeweils mit einer vorgegebenen Mindestintensität
Imin verglichen, wobei bei Auftreten eines Empfangssignals, dessen Intensität die Mindestintensität
Imin überschreitet und dessen Durchgangszeit t2 die für die gegossene Metallschmelze --13-- charakteristische Durchgangszeit t übersteigt, ein Alarmsignal ausgelöst wird.

Um möglichst genaue Messergebnisse zu erzielen, wird die Oszillationsbewegung der Kokille durch Herausfiltern aus dem Empfangssignal berücksichtigt (andernfalls würde in manchen Situationen einmal ein Sender bzw. Empfänger sich zumindest zum Teil unterhalb und einmal oberhalb des Badspiegels befinden).

Die Sender und Empfänger werden zweckmässig in der Höhe des für den Badspiegel tolerierten Bereiches angeordnet, wobei je nach Grösse dieses Bereiches zwei oder mehr Sender bzw. Empfänger über die Höhe der Seitenwände --1, 2-- verteilt angeordnet werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Überwachen von in einer Stranggiesskokille befindlicher Schmelze während <Desc/Clms Page number 3> des Stranggiessens, wobei die Kokille mittels eines in vorbestimmter Höhe der Kokille angeordneten Ultraschall-Senders durchschallt wird und die Durchgangssignale mittels eines dem Sender gegenüberliegenden Ultraschall-Empfängers aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen des Vorhandenseins von Schlackenschmelze innerhalb der Kokille die Durchgangssignale mittels des Empfängers nach der Intensität der empfangenen Signale und nach der Zeitdauer des Durchganges der Impulse durch die Kokille aufgezeichnet bzw. ausgewertet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das empfangene Signal hinsichtlich seiner Intensität mit einer vorgewählten Mindestintensität verglichen wird und bei überschreiten dieser Mindestintensität und bei Überschreiten der für die gegossene Metallschmelze charakteristischen Kokillendurchgangszeit des Durchgangssignals ein Alarmsignal auslöst.