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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggiessen von Metallschmelzen, wobei die Metall- schmelze von einem Zwischengefäss mengengeregelt unter Bildung eines Stranges mit einem flüssigen Kern und einer diesen umhüllenden Strangschale in eine Stranggiesskokille gegossen wird und der Strang mit flüssigem Kern aus der Stranggiesskokille mittels angetriebener, vorzugs- weise elektrisch angetriebener Rollen ausgezogen und über eine Strangführung mit in Abständen angeordneten Rollen geführt wird und wobei die Energieaufnahme, wie die Stromaufnahme, min- destens einer angetriebenen Rolle gemessen wird, sowie eine Stranggiessanlage zur Durchführung des Verfahrens.
Beim Stranggiessen von Stahl, vor allem beim Stranggiessen von peritektisch erstarrenden Stahlqualitäten, ist es bekannt, dass es zu einem sogenannten "Strangpumpen", in der englischen Literatur auch als "mold level hunting" bekannt, kommen kann. Darunter versteht die Fachwelt eine periodisch auftretende Unregelmässigkeit des Giessvorgangs, u. zw. ein periodisches Heben und Senken des Giessspiegels, das im schlimmsten Fall zum Abbruch des Giessens mit automatischer Giessspiegelregelung oder sogar zum Abbruch des Stranggiessens selbst führen kann. Ein solches Strangpumpen tritt vor allem bei Anwendung einer sogenannten "weichen" Kühlung und bei Ver- wendung eines gut isolierenden Giesspulvers auf.
Es ist ein Merkmal dieser Störung, dass sie bei einer bestimmten Giessgeschwindigkeit mit einer Periodendauer auftritt, die im Zusammenhang mit der Giessgeschwindigkeit eine resultierende Wellenlänge ergibt, die in etwa der durchschnittlichen Rollenteilung mindestens eines Bereiches der Strangführung entspricht, d. h. dass die Wellenlänge zwischen, zwei aufeinanderfolgenden Unregelmässigkeiten einem Abstand zwischen zwei hintereinander angeordneten Rollen der Strangführung entspricht, soferne die Rollen in einem Längsbereich der Strangführung in etwa gleichen Abständen voneinander angeordnet sind.
So konnte beobachtet werden, dass bei einer Strangführung mit einer Rollenteilung von 275 mm und bei einer Giessgeschwindigkeit 1,3 m/min die Periodendauer des Strangpumpens 12,6 s betrug Dies entspricht einer Wellenlänge von 273 mm, ist also nahezu identisch mit der durchschnittlichen Rollenteilung von 275 mm in einigen Segmenten der Strangführung.
Es ist ein Charakteristikum des Strangpumpens, dass es nur über einer empirisch zu ermitteln- den kritischen Giessgeschwindigkeit auftritt, die wiederum vom verwendeten Giesspulver und der angewendeten Sekundärkühlung, d. h. Direktkühlung des Stranges in der Strangführung, abhängt.
Eine weitere Besonderheit des Strangpumpens ist darin zu sehen, dass es nur im Giessbetrieb mit automatischer Giessspiegelregelung, nicht aber bei manueller Giessspiegelregelung auftritt. In der Fachliteratur finden sich Hinweise, dass bei Stranggiessanlagen mit einer Strangführung mit stark unterschiedlicher Rollenteilung über ihre Länge dieses Problem nicht oder nur minimal auftritt. Dies würde bedeuten, dass hintereinander liegende Segmente bzw. Abschnitte der Strangführung eine jeweils unterschiedliche Rollenteilung aufweisen müssten, um dieses Problem zu vermeiden Dies bedingt jedoch den Nachteil, dass die Konstruktion, Anschaffung und Wartung inakzeptabel hohe Kosten verursacht, denn es müssten für eine Strangführung mehrere unterschiedlich konstruierte Segmente bzw. Abschnitte angeschafft und auch auf Lager gehalten werden.
Ein Vermeiden des Strangpumpens durch Begrenzung der Giessgeschwindigkeit wird von Betreibern von Stranggiessanlagen abgelehnt, da in der Regel eine Stranggiessanlage im Verbund mit einem Stahlwerk betrieben wird und dieses bestimmte Giessleistungen zur optimalen Nutzung des Stahlwerks erfordert.
In der Fachliteratur wird das Strangpumpen durch das Vorhandensein von lokal vorhandenen leichten Schwächungen der Strangschale erläutert. Es kommt beim Bewegen des Stranges ent- lang der Strangführung immer dann, wenn sich eine geschwächte Strangschalenstelle, d. h. eine Stelle des Stranges mit dünner Strangschale, zwischen zwei benachbarten Strangführungsrollen befindet, zu einem gegenüber dem normal stattfindenden Ausbauchen der Strangschale verstärk- ten Ausbauchen und damit zu einer Strömungssenke unterhalb des Giessspiegels; der Giessspiegel sinkt also ab. Der Giessspiegel hebt sich jedoch wieder, sobald diese örtliche Schwachstelle über eine Strangführungsrolle geführt wird, da dann die Ausbauchung durch die Strangführungsrolle zurückverformt wird.
Die damit verbundene Badspiegeländerung, d. h. Änderung der Höhe des Badspiegels, führt ihrerseits wieder zu einem unterschiedlichen Wachstum der Strangschale inner- halb der Stranggiesskokille, wobei Theorien besagen, dass dies bedingt ist durch die unterschiedli- che Dicke der vom Giesspulver gebildeten Schlackenschicht, die zwar eine Gleitschicht, aber auch
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eine thermische Isolierschicht zwischen der Strangoberfläche und der Kokillenoberfläche bildet.
Eine stochastisch entstandene Schwachstelle der Strangschale kann somit eine grössere Anzahl von Schwachstellen in einem später entstehenden Strangabschnitt hervorrufen. Eine Fortsetzung dieses Prozesses führt schlussendlich zu einer penodisch auftretenden Storung der Giessspiegella- ge, d. h. zum sogenannten "Strangpumpen".
In der JP 11-170021 A ist dargelegt, dass ein Strangpumpen automatisiert feststellbar ist, indem Antriebsströme elekritsch angetriebener Rollen einer Strangführung gemessen werden, wobei Änderungen dieser Antriebsströme detektiert werden und mit Änderungen des Giessspiegels in der Stranggiesskokille verglichen werden, wobei auf ein Strangpumpen geschlossen wird sobald eine Übereinstimmung der Änderungen des Giessspiegels und der Antriebsströme feststellbar ist.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die oben beschriebenen Schwierigkeiten und Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren und eine Stranggiessanlage anzugeben, welche bei Aufrechterhal- tung des Automatikbetriebes für die Giessspiegelregelung unabhängig von einer kritischen Giessge- schwindigkeit und trotz konstanter Rollenteilung zumindest über die grösste Länge der Strangfüh- rung ein Strangpumpen vermeiden lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Energieaufnahme, wie die Stromaufnahme, mindestens einer angetriebenen Rolle gemessen und der Messwert als Korrektur- wert für die Mengenregelung beim Giessen der Metallschmelze vom Zwischengefäss in die Strang- giesskokille berücksichtigt wird.
Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe beruht auf folgenden Überlegungen.
Untersuchungen haben gezeigt, dass Badhöhen-Schwankungen - wie bereits erwähnt - Scha- lendickenschwankungen erzeugen. Diese sind besonders störend, wenn die Schalendicke nur gering ist, etwa durch verminderte Kühlung oder durch entsprechende Giesspulver.
Der funktionelle Zusammenhang Badspiegelschwankung/Schalendickenanderung ist bisher nicht bekannt, es wird jedenfalls eine starke Nichtlinearität erwartet. Das bedeutet, dass zusätzliche Frequenzen erzeugt werden, dass also eine harmonische Badspiegelbewegung eine von der Sinus- form stark abweichende Schalendickenänderung verursacht, deren Phase in Abhängigkeit von der Anregungsphase zudem einen unbekannten Winkel aufweist. Ferner ist eine starke Abhängigkeit von den thermischen Verhältnissen wahrscheinlich. Dies ist für eine Modellrechnung stark hinder- lich.
Ein in der Kokille erzeugtes Schalendickenmuster bewegt sich mit Giessgeschwindigkeit durch die Stranggiessanlage. Dem ist noch das Schalenwachsen überlagert. Dieser Vorgang ist mit einer ebenen eindimensionalen Welle zu vergleichen.
Das Muster durchläuft den ersten Teil der Strangführung, in dem durch besonders eng be- nachbarte Rollen, d. h. eine enge Rollenteilung für die sogenannten Fussrollen, Dickenänderungen der Strangschale keine Folgeerscheinung nach sich ziehen. Die Länge des betreffenden Strangtei- les ist dabei als invariant bezüglich der Giessgeschwindigkeit zu betrachten, solange man Schrump- fungsvorgänge des Stranges vernachlässigt. Die Laufzeit hingegen hängt von der Giessgeschwin- digkeit ab
Nach dem Passieren der Strangführung mit enger Rollenteilung kommt das Schalendicken- muster in den Bereich der Strangführung mit grösserer Rollenteilung, in dem die Strangschale zwischen benachbarten Rollen durch Bulging stets ausgebaucht ist. Der Wert des Bulgings ist unter anderem von der Festigkeit der Strangschale abhängig. Diese wieder ist abhängig von ihrer Dicke.
Laufen Dickenänderungen durch diesen Anlagenteil, sind Bulging-Änderungen die Folge. Es kommt zu einem instationären Bulging.
Die Berechnung eines Bulging erfolgt nach den Gesetzen eines Trägers mit Gleichlast (Gleich- lastbiegung), bei dem der Träger an einer Stelle einen geänderten Querschnitt und/oder geänderte Materialeigenschaften aufweist. Die Biegelinienberechnung ist aus einschlägiger Literatur bekannt Das Biegemoment ist in der Mitte zwischen benachbarten Rollen am grössten und nimmt zu den Rollen hin ab Eine Schwachstelle der Strangschale bewirkt daher in der Mitte mehr als weiter weg von der Mitte. Läuft nun eine Schalenschwachstelle durch die Stranggiessanlage, kommt es zu einer Durchbiegung in Abhängigkeit vom Ort zwischen den Rollen, an dem sich die Schwachstelle augenblicklich befindet. Es lässt sich eine Einflussfunktion ermitteln, die aber für unterschiedliche Störungsformen verschieden ist.
Das Maximum liegt in der Mitte zwischen zwei Rollen Die Kurve ist symmetrisch zum Zentrum des Rollenabstandes benachbarter Rollen, ahnlich einer Gauss'schen
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Glockenkurve. Durch das Schalenwachstum werden diese Aussagen geringfügig verzerrt. Exakte Berechnung an für beliebige Störungsformen sind mit Hilfe der Fourieranalysen und der Faltungs- sätze möglich.
Durch den Effekt des instationären Bulgings wird Flüssigstahl im Spaltbereich zwischen den Rollen abwechselnd angesaugt und ausgedrückt. Dieser Wechselfluss ergibt Badhöhenänderun- gen, wobei die (zurücklaufende) Transportgeschwindigkeit der Verdrängung so gross ist, dass sie im Vergleich mit den Verzögerungszeiten des Schalentransportes in Giessrichtung als nicht gegeben angesehen werden kann. Damit schliesst sich der Kreis zur Rückkopplung.
Welches Ausmass die Badspiegelbewegung, d. h Niveauänderung des Badspiegels, dabei an- nehmen kann, zeigt Fig. 2 Man erkennt eine Periodizität von 15 s sowie eine 3. Oberschwingung (Periode 5 s).
Anhand des Vergleiches der Kurvenform zu verschiedenen Zeiten sieht man, dass die Möglich- keit der Anwendung prediktiver Methoden unwahrscheinlich ist, da der weitere Verlauf (Zukunft) zu keinem Zeitpunkt aus der Vergangenheit und Gegenwart errechenbar ist. Die Kurvenform zu einem spateren Zeitpunkt ist völlig anders.
Durch die Periodizität der Rollenanordnung passiert das gleiche mehrmals mit dazwischenlie- gender Zeitverzögerung, und man kann folgendes erkennen : bestimmtes Schalenmuster läuft in einen ersten Rollenspalt ein, und es wird dort eine entsprechende Stahlmenge verdrängt. Das- selbe passiert um einen bestimmten Zeitraum später im nachfolgenden Rollenspalt, wobei etwa eine Dämpfungskonstante anzuwenden ist aufgrund des zwischenzeitig erfolgten Schalen- Wachsens. Die in den einzelnen Rollenspalten verdrängten Volumina addieren sich zu einem Summenvolumen an verdrängtem Flüssigstahl, der wiederum in der Kokille die Badspiegel- schwankung verursacht
Wird Flüssigstahl in einem (oder mehreren) Rollenspalt(en) verdrängt, wird die in der Strang- schale befindliche Stahlsäule aus Flüssigstahl gehoben. Dazu ist Energie nötig.
Da die Rollen von ihrer Position her als starr angesehen werden, tragen sie ausschliesslich über die Drehung zu einem Energieaustausch bei. Die Energie muss dann aber vom Antrieb angetriebener Rollen, mit denen der Flüssigstahl bewegt wird, aufgebracht werden.
Aus Messungen an einer Stranggiessanlage, die mit Gleichstrom-Antrieben ausgerüstet ist, wo- durch vom Strom sofort auf die Momentan-Leistung geschlossen werden kann, wenn die Dreh- zahlabweichung hinreichend ausgeregelt wird, ergibt sich folgendes :
Beim Gleichstrommotor gilt elektrisch: P = U.1 und bei konstanter Drehzahl, da dann gilt U = const.: P = I
Für die Hubbewegung gilt mechanisch: P = F v
F ergibt sich dabei aus der Kraft der Stahlsäule (der Punkt wird unter "Hydraulische Betrach- tung" noch näher ausgeführt), v ist die Geschwindigkeit der Badspiegelbewegung.
Durch Gleichsetzen der beiden Gleichungen erhält man letztendlich: 1# v
Um die Gültigkeit nachzuweisen, wurde die Badspiegel-Position mathematisch differenziert.
Dabei erhöht man allerdings die Störungen.
Das Ergebnis des Vergleiches der mathematisch errechneten Badspiegel-Anderungsgeschwin- digkeit mit dem Motorstrom zeigt Fig. 3.
Die obere Kurve der Fig. 3 veranschaulicht den Motorstrom, die untere die Geschwindigkeit der Badbewegung. Die Ähnlichkeit der Kurven der Fig. 3 ist nicht zu übersehen. Der Motorstrom kann daher als Feed Forward der Mengenregelung beim Giessen der Metallschmelze vom Zwischenge- fäss in die Stranggiesskokille additiv aufgeschaltet werden. Durch instationäres Bulging hervorgeru- fene Badspiegelschwankungen erkennt man an den begleitenden Schwankungen der Antriebleis- tung. Dadurch sind sie von Reglerinstabilitäten und dem unvermeidbaren stationären Bulging unterscheidbar.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemässe Verfahren gekennzeichnet durch einen Regelkreis zur Mengenregelung beim Giessen der Metallschmelze vom Zwischengefäss in die Stranggiesskokille, dessen Führungsgrösse die gewünschte Giessspiegelhöhe, dessen Regelgrösse die sich tatsächlich einstellende Giessspiegelhöhe und dessen Störgrösse Strangschalendickenabweichungen von der
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gewünschten Strangschalendicke sind, wobei als Messgrösse für die Strangschalendickenabwei- chungen die Stromaufnahme mindestens einer elektrisch angetriebenen Rolle herangezogen wird und diese Messgrösse als Störgrösse in den Regelkreis integriert wird.
Um an einzelnen elektrisch angetriebenen Rollen eventuell auftretende Störungen auszuschal- ten, werden vorzugsweise für mehrere in Strangausziehrichtung hintereinanderangeordnete elekt- risch angetriebene Rollen, vorzugsweise alle elektrisch angetriebene Rollen, die Messwerte der Stromaufnahmen summiert für die Mengenregelung beim Giessen der Metallschmelze vom Zwi- schengefäss in die Stranggiesskokille berücksichtigt.
Es hat sich als Vorteil erwiesen, wenn eine Änderung der Zuflussmenge der Metallschmelze in die Stranggiesskokille hochfrequent erfolgt, insbesondere in einem Bereich von 1 bis 10 Hz, da hierdurch Ablagerungen an einer Einrichtung zur Einstellung der Zuflussmenge, wie z. B. an einem Stopfen oder an einem Schieber, vermieden werden können sowie Spiele bei einer solchen Ein- richtung unschädlich sind.
Eine Stranggiessanlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, mit einem Zwi- schengefäss, einer Stranggiesskokille, einer der Stranggiesskokille nachgeordneten Strangführung mit elektrisch antreibbaren Rollen, sowie einem Regelkreis zur Regelung der Höhe eines von Metallschmelze in der Stranggiesskokille gebildeten Giessspiegels, welcher Regelkreis eine Messein- richtung zum Messen der Höhe des Giessspiegels, einen Regler und einen Aktuator zur Aktivierung eines die Zuflussmenge der Metallschmelze vom Zwischengefäss in die Stranggiesskokille variie- renden Stellgliedes aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine elektrisch ange- triebene Rolle der Strangführung mit einer Messeinrichtung zum Messen der Stromaufnahme beim Betrieb dieser Rolle ausgestattet ist und dass der Regelkreis über ein Summierglied mit der Messeinrichtung gekoppelt ist.
Vorzugsweise weist die Strangführung mehrere elektrisch angetriebene Rollen jeweils gekop- pelt mit einer Messeinrichtung zum Messen der Stromaufnahme auf und ist die Messeinrichtung mit einem Summierglied im Regelkreis gekoppelt, wobei jedoch vorteilhaft alle elektrisch angetriebe- nen Rollen jeweils mit einer Messeinrichtung zum Messen der Stromaufnahme gekoppelt sind und diese Messeinrichtung mit dem Summierglied des Regelkreises gekoppelt ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist gekennzeichnet durch ein der Messeinrichtung zum Mes- sen der Stromaufnahme einer elektrisch angetriebenen Rolle nachgeordnetes Störfilter zum Weg- filtern von aufgrund von Störungen des Ausziehprozesses bedingten Änderungen der Stromauf- nahme, wie zum Beispiel zum Wegfiltern von Änderungen der Stromaufnahme, hervorgerufen durch Änderungen der Giessgeschwindigkeit etc.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei Fig. 1 eine Strang- giessanlage in schematischer Darstellung im Längsschnitt veranschaulicht. Die Fig. 2 und 3 veran- schaulichen Messergebnisse bei instationärem Bulging, die Fig. 4 und 5 die Verwirklichung des erfindungsgemässen Verfahrens, u. zw. jeweils in Diagrammform.
Gemäss der in Fig. 1 dargestellten Stranggiessanlage wird eine Stahlschmelze 1 aus einer Giess- pfanne 2 über einen Bodenauslass 3 in ein oberhalb einer Durchlauf-Stranggiesskokille 4 in Stellung gebrachtes Zwischengefäss 5 eingefüllt. Von diesem Zwischengefäss 5 fliesst die Stahlschmelze 1 in die Stranggiesskokille 4, u. zw. ebenfalls über eine Bodenöffnung 6, deren freier Querschnitt mitteis einer Einrichtung 7 zur Einstellung der Durchflussmenge, wie eines in Fig 1 beispielhaft dargestell- ten Stopfens 7, einstellbar ist, wobei der Stopfen 7 über eine Regelung 8, die später noch genauer erläutert ist, gemäss der gewünschten Stahldurchtrittsmenge höheneinstellbar ist.
Anstelle des Stopfens 7 kann auch ein die Öffnung 6 mehr oder weniger freigebender Schieber am Zwischenge- fäss 5 vorgesehen sein
In der Stranggiesskokille 4 bildet sich ein Strang 9 mit einem flüssigen Kern 10 und einer diesen Kern 10 umhüllenden Strangschale 11, deren örtliche Dicke u. a. von der Intensität der Kühlung, u. zw. der Primärkühlung innerhalb der Stranggiesskokille 4, als auch der Sekundärkühlung in einem der Stranggiesskokille 4 nachfolgenden Bereich einer Strangführung 12 abhängt.
Der sich in einem bestimmten Niveau N in der Stranggiesskokille 4 ausbildende Giessspiegel 13 ist von einer Giesspulverschicht 14 bedeckt, wobei das verbrauchte Giesspulver nach und nach ersetzt wird. Dieses Giesspulver bildet zwischen den Kokillenseitenwänden 15 und der Strangscha- le 11 eine Gleitschicht, so dass die Reibung der Strangschale an den Kokillenseitenwänden 15 reduziert ist. Wie oben erwähnt, beeinflusst diese Gleitschicht ebenfalls den Wärmeübergang vom
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Strang 9 zur Stranggiesskokille 4.
Der in der Stranggiesskokille 4 gebildete Strang 9 wird über die der Stranggiesskokille 4 nachfol- gend angeordnete, vorzugsweise bogenförmig gestaltete Strangführung 12 zumindest so weit geführt, bis er durcherstarrt ist. Die Strangführung 12 weist zunächst knapp unterhalb der Strang- giesskokille sogenannte Kokillen-Fussrollen 16 auf, die zum Zweck einer eng benachbarten Stützung des noch eine sehr dünne Strangschale 10 aufweisenden Stranges 9 einen kleinen Durchmesser aufweisen Von diesen Fussrollen 16 ist in der Zeichnung nur ein Paar, das den Strang 9 an gege- nüberliegenden Seiten abstützt, dargestellt.
Den Fussrollen 16 nachfolgend sind beidseitig des Stranges 9 jeweils im äquidistanten Abstand 17 vorgesehene Rollen 18,19 angeordnet, die ein Ausbauchen der Strangschale 11 infolge des ferrostatischen Druckes so weit wie möglich verhindern. Zum Zweck des Ausziehens des Stranges 9 aus der Stranggiesskokille 4 sind über die Länge der Strangführung 12 verteilt auch einige der Rollen antreibbar, nämlich die Rollen 19
Die Strangführung 12 kann aus hintereinander angeordneten Segmenten, von denen jedes mehrere Rollen 18 bzw. 19 trägt, gebildet sein
Um das oben beschriebene Phänomen des Strangpumpens zu vermeiden, wird gemäss den in Fig 1 dargestellten Ausführungsbeispielen die Stellung des Stopfens 7 in folgender Weise gere- gelt :
Mittels einer Messeinrichtung 20 zum Messen des Niveaus N des Giessspiegels 13 (bzw. des Badspiegels 13) in der Stranggiesskokille 4 wird der Istzustand des Niveaus N des Giessspiegels 13 erfasst und als Regelgrösse X einem Regler 21 eines Regelkreises 8 zugeführt. Dem Regler 21 ist im Regelkreis 8 nachgeordnet ein Summierglied 22, bei dem dem vom Regler 21 ausgehenden Stellwert Y eine Störgrösse Z aufsummiert wird, welche Störgrösse Z em Ausgangssignal eines Störgrössenermittlers 23 darstellt.
In dem Störgrössenermittler 23 werden die Stromaufnahmen der mit ihm gekoppelten elektrisch angetriebenen Rollen 19 gemessen und summiert, nachdem die gemessenen Werte der Stromaufnahmen ein Störfilter 24 passiert haben, das aufgrund von Stö- rungen des Ausziehprozesses bedingte Änderungen der Stromaufnahme, wie zum Beispiel Ände- rungen der Stromaufnahme hervorgerufen durch Giessgeschwindigkeitsänderungen bzw. Rollen- schläge etc. wegfiltert.
Der im Summierglied 22 gebildete Wert aus dem Stellwert Y des Reglers 21 und der zusum- mierten Stromaufnahme, d. h der Störgrösse Z wird einem Aktuator 25 zugeführt, durch dessen Beaufschlagung die Lage des Stopfens 7 verändert wird Damit wird das Niveau N des Giessspie- gels 13 unter Erliegen des Strangpumpens neu eingestellt.
Es hat sich als Vorteil erwiesen, wenn eine zusätzliche höherfrequente Bewegung des Stop- fens 7 (bzw Schiebers) erfolgt (Fachausdruck DITHER), insbesondere in einem Bereich von 1 bis 10 Hz, da hierdurch Ablagerungen am Stopfen 7 vermieden werden können und Spiele des Stop- fens 7 keinen merkbaren Einfluss ausüben können
In Fig. 4 ist eine Badspiegelbewegung, wie sie beim Strangpumpen auftritt, mit vollen Linien dargestellt Dieses Strangpumpen tritt etwa bis zur Zeit von 770 s auf. Ab der Zeit 762 s ist die Badspiegelbewegung bei erfindungsgemässer Zuschaltung der Störgrösse Z zum Aktuator 25 ver- anschaulicht, und es ist zu erkennen, dass es zu einem Abklingen der Badspiegelbewegungen kommt, wie sich aus der voll durchgezogenen Linie ergibt.
Mit einer punktierten Linie ist das Strangpumpen in Fig. 4 eingezeichnet, wie es sich ohne Aufschaltung der Störgrösse Z fortsetzen würde
Fig 5 veranschaulicht den Wert der Stellgrösse über den in Fig. 4 beobachteten Zeitraum, und es ist zu ersehen, dass der Stopfen 7 ab der Störgrössenaufschaltung zum Kompensieren der Bad- spiegelbewegung im Vergleich zum Zeitraum vorher aufgrund einer wesentlich grösseren Stellgrösse eine relativ grosse Bewegung durchführt, u. zw. aufgrund der erfindungsgemässen Regelung.
Gemäss einer herkömmlichen Regelung wird stets dieselbe Grösse, die gemessen wird (Regel- grösse), durch einen Aktuator beeinflusst. Dies hat zwar den Vorteil, dass durch Messung einer einzigen Grösse, eben der Regelgrösse, der Einfluss aller Störgrössen abgedeckt wird, weist jedoch den Nachteil auf, dass eine Korrektur erst möglich ist, nachdem ein Fehler erkannt worden ist.
Bei totzeitbehafteten Systemen, wie zum Beispiel der Giessspiegelregelung, ist dies jedoch zu spät, und es kommt zu einer weitergehenden Fehlervergrösserung, da sich die Störung dynamisch bereits in die Totzeitstrecke manifestiert hat und dort nachwirkt ; Totzeitraum müsste zur
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Vermeidung dieses Nachteils erst wieder geleert werden.
Erfindungsgemäss hingegen wird das Vorhandensein einer dominanten Störgrösse ausgenützt, indem man diese dominante Störgrösse misst und in Kenntnis des Einflusses dieser Störgrösse diese in einer Störgrössenaufschaltung bereits mit dem Aktuator 25 kompensiert. bevor sie überhaupt zur Wirkung kommt. Hierdurch ist erfindungsgemäss eine wesentlich schnellere Reaktion sichergesellt
Ferner sind Stabilitätsprobleme ausgeschlossen, wenn diese gemessene Störgrösse rückwir- kend nicht beeinflusst ist. Ein Einfluss anderer weniger dominanter Störgrössen kann durch die Rege- lung abgedeckt werden. Für eine Giessspiegelregelung ist aufgrund der Totzeiten die Grenzfre- quenz des Reglers 21 nach oben auf ca. 1 Hz limitiert.
Aus diesem Grund kann das Verhalten des Reglers 21 im dem dem Grenzfrequenzbereich nahen Frequenzbereich der Störungen, welcher sich in der Grössenordnung von 0,1 Hz bewegt, nicht ausreichen, um diese Störungen wirkungsvoll zu eliminieren. Hier bietet die erfindungsgemässe Messung der Motorströme Abhilfe. In einem kurzen Zeitraum ist Rückwirkungsfreiheit gegeben, da die Reaktionen des Reglers 21 zunächst keinen Einfluss auf den Motorstrom bzw. die Motorströme geben. Erst nach Durchlauf der in der Stranggiesskokille 4 neu gebildeten Strangschale 11 durch die Strangführung kommt die Reglerre- aktion zur Wirkung.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern sie kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden. So ist es zum Beispiel möglich, das erfindungsgemässe Verfahren auch durchzuführen, indem die Stromaufnahme nur einer einzigen elektrisch angetriebenen Rolle 19 gemessen wird, wenn auch hierbei nicht die gleiche Effektivität (die in einer möglichst vollkommenen Fehlerkompensation zu sehen wäre) gegeben ist wie bei einer Messung der Stromaufnahme sämtlicher elektrisch angetriebener Rollen 19.
Weiters ist das erfindungsgemässe Verfahren auch für auf andere Art als elektrisch angetnebe- ne Rollen, wie z. B. für hydraulisch oder kombiniert hydraulisch-elektrisch angetriebene Rollen, verwirklichbar, wobei für hydraulisch angetriebene Rollen eine Berücksichtigung der sich ändern- den Hydraulik-Drücke erfolgen müsste.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Stranggiessen einer Metallschmelze (1),wobei die Metallschmelze (1) von einem Zwischengefäss (5) mengengeregelt unter Bildung eines Stranges (9) mit einem flüssigen Kern (10) und einer diesen umhüllenden Strangschale (11) in eine Stranggiessko- kille (4) gegossen wird und der Strang (9) mit flüssigem Kern (10) aus der Stranggiesskokil- le (4) mittels angetriebener, vorzugsweise elektrisch angetriebener Rollen ausgezogen und über eine Strangführung (12) mit in Abständen (17) angeordneten Rollen (18,19) geführt wird und wobei die Energieaufnahme, wie die Stromaufnahme, mindestens einer angetrie- benen Rolle (19) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieaufnahme-
Messwert als Korrekturwert für die Mengenregelung beim Giessen der Metallschmelze (1) vom Zwischengefäss (5) in die Stranggiesskokille (4) berücksichtigt wird.