AT517130A1 - Schlackedetektion in einem Verteiler einer Stranggießanlage - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messvorrichtung (15) zur Schlackedetektion in einem Verteiler (7) einer Stranggießanlage (1). Dabei wird eine Lage einer Schlacke-Metall-Grenzfläche (39) zwischen einer Schlackeschicht (25) und einer Metallschmelze (23) in dem Verteiler (7) zeitbereichsreflektometrisch ermittelt, indem ein elektromagnetischer Impuls in den Verteiler (7) gesendet wird und eine Laufzeit eines an der Schlacke-Metall- Grenzfläche (39) reflektierten Reflektionsanteils des elektromagnetischen Impulses erfasst und ausgewertet wird.
Description
Beschreibung
Schlackedetektion in einem Verteiler einer Stranggießanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messvorrichtung zur Schlackedetektion in einem Verteiler einer Stranggießanlage.
In Stranggießanlagen wird gewöhnlich Metallschmelze von einer Gießpfanne über einen so genannten Verteiler in eine Kokille, in der die Erstarrung der Metallschmelze beginnt, gefördert. Der Verteiler dient insbesondere als ein Pufferbehälter, in dem Metallschmelze während eines Gießpfannenwechsels gepuffert wird, um den Stranggießprozess nicht unterbrechen zu müssen und ein kontinuierliches Stranggießen zu ermöglichen. Von dem Verteiler fließt die Metallschmelze in der Regel durch eine Verteileröffnung im Verteilerboden des Verteilers in die Kokille, wobei der Durchfluss durch einen Stopfen oder Schieber steuerbar ist.
Bei dem Stranggießen wird mit der Metallschmelze auch in der Gießpfanne befindliche Schlacke in den Verteiler gefördert. Die Schlacke schwimmt bei ausreichender Verweildauer in dem Verteiler auf, so dass sie eine auf der Metallschmelze schwimmende Schlackeschicht bildet. Der Verteiler stellt somit auch einen Schutz vor ungewollter Einbringung von Schlacke in den Gießstrang dar. Das Einbringen von Schlacke oder auch anderen Verunreinigungen in den Gießstrang ist nämlich unerwünscht, da es die Qualität des Stranggießprodukts mindert und das Risiko eines Durchbruchs erhöht. Von einem Durchbruch spricht man in diesem Zusammenhang, wenn der noch nicht erstarrte, d. h. flüssige innere Kern des Gießstranges durch die bereits erstarrte Schale bricht. Schlacke und andere Verschmutzungen stellen ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar und können hohe Kosten bei einem Produktionsausfall verursachen, wenn sie in den Gießstrang gelangen. Um das Eindringen von Schlacke in den Gießstrang zu verhindern, wird der Verteiler beim
Stranggießen niemals völlig entleert, damit keine Schlacke durch die Verteileröffnung in die Kokille gelangt. Dadurch verbleiben immer mehrere Tonnen Metallschmelze im Verteiler, die nicht vergossen werden.
Eine mögliche Methode, um die in dem Verteiler verbleibende Metallschmelze zu reduzieren, ist der Einbau einer induktiven Schleife im Verteilerboden bzw. in den Wänden des Verteilers. Diese Methode ist Stand der Technik bei der Schlackedetektion in einem Pfannenausguss und denkbar auch in einem Verteiler. Dabei wird der aktuelle Pegel der Metallschmelze in dem Verteiler erfasst. Unterschreitet dieser eine untere Grenze, wird der Gießvorgang beendet und somit ein Einbringen von Schlacke in den Gießstrang verhindert. Da sich die induktive Schleife hinter der Ausmauerung befindet, wird jedoch deren Erneuerung erschwert, da beim Entfernen der verbrauchten Ausmauerung besonders darauf geachtet werden muss, die induktive Schleife nicht zu beschädigen.
Bei einer anderen bekannten Methode wird das Gesamtgewicht des Verteilers erfasst. Dabei ist jedoch keine Unterscheidung zwischen Metall- und Schlackemenge möglich. Es wird lediglich detektiert, dass der Verteiler leer wird. In diesem Fall wird von einem prozentualen Anteil von Schlacke im Verteiler ausgegangen und der Gießprozess beendet, bevor dieser Schlackeanteil in den Gießstrang gelangt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Messvorrichtung zur Schlackedetektion in einem Verteiler einer Stranggießanlage anzugeben, um die in dem Verteiler verbleibende Metallschmelze reduzieren zu können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Messvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Schlackedetektion in einem Verteiler einer Stranggießanlage wird eine Lage einer Schlacke-Metall-Grenzfläche zwischen einer Schlackeschicht und einer Metallschmelze in dem Verteiler zeitbereichsreflektometrisch ermittelt. Dazu werden ein elektromagnetischer Impuls in den Verteiler gesendet und eine Laufzeit eines an der Schlacke-Metall-Grenzfläche reflektierten Reflektionsanteils des elektromagnetischen Impulses erfasst und ausgewertet.
Das Verfahren basiert auf dem physikalischen Effekt, dass ein elektromagnetischer Impuls an Grenzflächen, an denen sich eine Wellenimpedanz für den Impuls sprunghaft ändert, teilweise reflektiert wird, so dass aus der Laufzeit des reflektierten Anteils des Impulses eine Entfernung zu der Grenzfläche ermittelt werden kann. Die Erfindung nutzt diesen Effekt zur Bestimmung der Lage einer Schlacke-Metall-Grenzfläche in einem Verteiler einer Stranggießanlage. Die Kenntnis der Lage der Schlacke-Metall-Grenzfläche ermöglicht es, den Verteiler gezielt immer genau soweit zu leeren, dass gerade keine Schlacke aus dem Verteiler fließt. Dadurch können die in dem Verteiler verbleibenden Mengen an Metallschmelze reduziert und die Effizienz und der materielle Gewinn des Stranggießens erhöht werden. Außerdem kann das Einbringen von Schlacke in den Gießstrang sicher vermieden werden und dadurch die Gefahr von Beeinträchtigungen der Produktqualität und Durchbrüchen durch Schlackeeinschlüsse in dem Gießstrang reduziert werden.
Darüber hinaus sind das Messprinzip und die Messgenauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens praktisch unabhängig von Materialeigenschaften wie Viskosität, Leitfähigkeit und pH-Wert der Metallschmelze und von Umgebungsbedingungen wie Druck, Temperatur, Dampf, Staub oder Schaum, da das Verfahren auf der von derartigen Materialeigenschaften und
Umgebungsbedingungen weitgehenden unabhängigen Zeitbereichsreflektometrie, die auch unter englischen Bezeichnung Time Domain Reflectometry (TDR) bekannt ist, basiert. Das Verfahren ermöglicht daher eine kontinuierliche und präzise Schlackedetektion, die von den Prozessbedingungen des Stranggießens kaum beeinflusst wird.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der elektromagnetische Impuls mittels einer in den Verteiler eingeführten Sonde, insbesondere mittels eines Sensorstabes, in den Verteiler gesendet wird. Besonders bevorzugt wird die Sonde ferner in einen Stopfen des Verteilers eingeführt.
Diese Ausgestaltungen der Erfindung nutzen vorteilhaft bereits verfügbare und in Stranggießanlagen teilweise ohnehin vorhandene Komponenten. So sind Sensorstäbe als Sonden für Zeitbereichsreflektometrie bereits bekannt und verfügbar, und Verteiler von Stranggießanlagen werden häufig mit rohrförmigen Stopfen verschlossen, die gemäß der oben genannten Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft zur Aufnahme und zum Schutz der Sonden genutzt werden können.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass als elektromagnetischer Impuls ein Mikrowellenimpuls in den Verteiler gesendet wird.
Diese Ausgestaltung der Erfindung nutzt vorteilhaft aus, dass Mikrowellenimpulse aufgrund ihrer Frequenzen und Wellenlängen besonders gut an Schlacke-Metall-Grenzflächen reflektiert werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Dicke der Schlackeschicht ermittelt wird. Dabei wird die Lage einer von der Metallschmelze abgewandten Schlackeschichtoberfläche der Schlackeschicht in dem Verteiler zeitbereichsreflektometrisch ermittelt, indem eine Laufzeit eines an dieser Schlackeschichtoberfläche reflektierten zweiten Reflektionsanteils des elektromagnetischen Impulses erfasst und ausgewertet wird.
Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht vorteilhaft eine zuverlässige Ermittlung und Kontrolle einer sich in dem Verteiler befindenden Schlackemenge.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Dicke einer die Schlackeschicht bedeckenden Abdeckpulverschicht in dem Verteiler ermittelt wird, indem ein Abstand zweier sich gegenüber liegender Pulverschichtoberflächen der Abdeckpulverschicht zeitbereichsreflektometrisch ermittelt wird, wobei Laufzeiten von an diesen Pulverschichtoberflächen reflektierten Reflektionsanteilen des elektromagnetischen Impulses erfasst und ausgewertet werden.
Diese Ausgestaltung der Erfindung ist für Stranggießanlagen vorgesehen, die einen Verteiler ohne Deckel aufweisen und bei denen die Metallschmelze in dem Verteiler durch ein Abdeckpulver vor Wärmeverlust und Oxidation geschützt wird. Bei derartigen Verteilern ermöglicht die vorgenannte Ausgestaltung der Erfindung eine Ermittlung und Kontrolle der Dicke der Abdeckpulverschicht, die sich in den Verteilern oberhalb der Schlackeschicht und Metallschmelze bildet.
Eine erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Schlackedetektion in einem Verteiler einer Stranggießanlage umfasst eine Sonde zur Führung elektromagnetischer Impulse und eine Sensorelektronik zum Erzeugen elektromagnetischer Impulse, Einkoppeln elektromagnetischer Impulse in die Sonde,
Empfangen elektromagnetischer Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten elektromagnetischer Impulse.
Eine derartige Messvorrichtung ermöglicht die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Schlackedetektion. Neben den oben bereits genannten Vorteilen dieses Verfahrens hat eine erfindungsgemäße Messvorrichtung die weiteren Vorteile, dass die Messvorrichtung kaum Wartungsaufwand verursacht, da sie keine beweglichen Teile umfasst und keine Neukalibrierung erfordert. Ferner ist die Messvorrichtung relativ kostengünstig realisierbar, da lediglich die kostengünstige Sonde verschleißt und häufiger ausgetauscht werden muss, während die Sensorelektronik wieder verwendbar ist.
Vorzugsweise weist die Messvorrichtung ein Kalibrierelement auf, das in einer definierten Lage innerhalb des Verteilers platzierbar ist und elektromagnetische Impulse wenigstens anteilig reflektiert. Beispielsweise ist das Kalibrierelement eine Ringscheibe, die an einer Verteileröffnung des Verteilers platzierbar ist, oder eine Metallfahne, die an einem manuell oder automatisch in den Verteiler einführbaren Kalibrierstab angeordnet ist.
Derartige Kalibrierelemente ermöglichen vorteilhaft eine Kalibrierung der Messvorrichtung, die die spezifische Ausbildung des Verteilers, z. B. die Ausbildung und den Einbau eines Stopfens zum Verschließen einer Verteileröffnung des Verteilers und/oder die Ausbildung der Verteileröffnung selbst, berücksichtigt.
Die Sonde ist beispielsweise als ein aus einem Edelstahl gefertigter Sensorstab ausgebildet.
Derartige Sonden eignen sich insbesondere, wenn ein Edelstahl mit einer hohen Korrosions- und Temperaturbeständigkeit, wie beispielsweise Edelstahl der WNr. 1.4841 (X15CrNiSi25-21), verwendet wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass die Sonde über ein Koaxialkabel mit der Sensorelektronik verbunden ist und/oder ein der Sensorelektronik zugewandtes gebogenes Ende aufweist.
Die vorgenannten Ausgestaltungen der Erfindung ermöglichen vorteilhaft, die Sensorelektronik in einer sie vor den hohen
Temperaturen in der Umgebung des Verteilers schützenden Entfernung zum Verteiler anzuordnen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen: FIG 1 eine Stranggießanlage mit einem Verteiler und eine Messvorrichtung zur Schlackedetektion in dem Verteiler in einer Schnittdarstellung, FIG 2 einen eine Verteileröffnung verschließenden
Stopfen, in den ein Sensorstab eingeführt ist, und eine Ringscheibe zum Kalibrieren einer Messvorrichtung zur Schlackedetektion in einer Schnittdarstellung, und FIG 3 einen Verteiler einer Stranggießanlage und eine
Messvorrichtung zur Schlackedetektion in dem Verteiler mit einem Kalibrierstab zum Kalibrieren der Messvorrichtung in einer Schnittdarstellung.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt schematisch eine Stranggießanlage 1 in einer Schnittdarstellung. Die Stranggießanlage 1 umfasst eine Gießpfanne 3, ein Schattenrohr 5, einen Verteiler 7, einen Stopfen 9, ein Gießrohr 11 und eine Kokille 13.
Aus der Gießpfanne 3 ist durch das Schattenrohr 5 Metallschmelze 23 in den Verteiler 7 leitbar. Mit der Metallschmelze 23 gelangt auch Schlacke in den Verteiler 7.
In dem Verteiler 7 bildet sich eine auf der Metallschmelze 23 schwimmende Schlackeschicht 25.
Der Verteiler 7 weist in seinem Verteilerboden 27 eine Verteileröffnung 29 auf, die von einem in dem Verteilerboden 27 angeordneten ringförmigen Lochstein 31 gebildet wird. An dem Lochstein 31 liegt das Gießrohr 11 an, durch das Metallschmelze 23 von dem Verteiler 7 in die Kokille 13 gefördert wird. Der Stopfen 9 ist über der Verteileröffnung 29 angeordnet und als ein geschlossenes Rohr mit einer vertikal verlaufenden Längsachse ausgebildet. Ein der Verteileröffnung 29 zugewandtes Stopfenende 33 des Stopfens 9 ist konisch geformt, wobei sein Durchmesser zu der Verteileröffnung 29 hin abnimmt. Mittels des Stopfenendes 33 ist die Verteileröffnung 29 verschließbar, indem das Stopfenende 33 in die Verteileröffnung 29 eingefahren wird bis es an dem Lochstein 31 anliegt. Zum Öffnen und Verschließen der Verteileröffnung 29 sowie zur Steuerung des Durchflusses durch die Verteileröffnung 29 ist der Stopfen 9 mittels einer (nur schematisch dargestellten) Antriebsvorrichtung 35 entlang seiner Längsachse bewegbar.
Ein Hohlraum innerhalb des Stopfens 9 ist mit einem Inertisierungsgas befüllbar.
Figur 1 zeigt außerdem eine Messvorrichtung 15 zur Schlackedetektion in dem Verteiler 7. Die Messvorrichtung 15 umfasst eine Sonde 17 zur Führung elektromagnetischer Impulse und eine Sensorelektronik 19 zum Erzeugen elektromagnetischer Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Sonde 17, Empfangen elektromagnetischer Impulse und Ermitteln von Laufzeiten elektromagnetischer Impulse. Optional umfasst die Messvorrichtung 15 ferner ein strahlungsgeschütztes und hitzebeständiges Koaxialkabel 21, das die Sonde 17 mit der Sensorelektronik 19 verbindet, so dass die
Sensorelektronik 19 in einer sie vor den hohen Temperaturen in der Umgebung des Verteilers 7 schützenden Entfernung zum Verteiler 7, beispielsweise auf oder nahe der Antriebsvorrichtung 35, angeordnet werden kann.
Die Sonde 17 ist als ein Sensorstab ausgebildet, der in den Hohlraum des Stopfens 9 eingeführt ist. Der Sensorstab wird aus einem Material hoher Dauertemperaturbeständigkeit gefertigt, beispielsweise aus einem geeigneten Edelstahl wie dem Edelstahl der WNr. 1.4841 (X15CrNiSi25-21), der eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit aufweist und im Dauerbetrieb an Luft bis etwa 1150°C einsetzbar ist, oder aus einer geeigneten Heizleiterlegierung wie einer Legierung aus Eisen, Chrom und Aluminium mit einer Temperaturbeständigkeit bis 1425°C.
Als elektromagnetische Impulse werden vorzugsweise Mikrowellenimpulse erzeugt und entlang der Sonde 17 geführt. Ein sich entlang der Sonde 17 zu dem Verteilerboden 27 hin ausbreitender elektromagnetischer Impuls wird an einer von der Metallschmelze 23 abgewandten
Schlackeschichtoberfläche 37 der Schlackeschicht 25 und an der Schlacke-Metall-Grenzfläche 39 jeweils teilweise reflektiert. Mittels der Sensorelektronik 19 werden die Laufzeiten dieser Reflektionsanteile des elektromagnetischen Impulses zwischen dem Aussenden des elektromagnetischen Impulses und dem Empfang der Reflektionsanteile durch die Sensorelektronik 19 ermittelt. Aus der Laufzeit des an der Schlacke-Metall-Grenzfläche 39 reflektierten Reflektionsanteils wird die Lage der Schlacke-Metall-Grenzf läche 39, insbesondere deren Abstand von der Verteileröffnung 29 ermittelt. Optional wird aus der Differenz der Laufzeiten der an der Schlacke-Metall-Grenzfläche 39 und an der Schlackeschichtoberfläche 37 reflektierten Reflektionsanteile außerdem die Dicke der Schlackeschicht 25 ermittelt.
Bei einem Verteiler 7 ohne Deckel wird die Metallschmelze 23 in dem Verteiler 7 häufig durch ein Abdeckpulver vor Wärmeverlust und Oxidation geschützt. Das Abdeckpulver bildet dann eine auf der Schlackeschicht 25 schwimmende Abdeckpulverschicht. In einem solchen Fall kann mit der Messvorrichtung 15 auch die Dicke der Abdeckpulverschicht ermittelt werden. Dazu wird ein Abstand zweier sich gegenüber liegender Pulverschichtoberflächen der Abdeckpulverschicht zeitbereichsreflektometrisch ermittelt, wobei Laufzeiten von an diesen Pulverschichtoberflächen reflektierten Reflektionsanteilen des elektromagnetischen Impulses erfasst und ausgewertet werden.
Um die Lage der Schlacke-Metall-Grenzflache 39 aus der Laufzeit eines daran reflektierten Reflektionsanteils eines elektromagnetischen Impulses möglichst genau zu ermitteln, sind in der Regel Kalibrierungen der Antriebsvorrichtung 35 und der Messvorrichtung 15 erforderlich, da der Einbau des Stopfens 9 und die Ausbildung der Verteileröffnung 29, z. B. der Einbau des Lochsteins 31, zwischen verschiedenen Verteilern 7 variieren können. Außerdem muss berücksichtigt werden, dass sich die Länge des Stopfens 9 in Abhängigkeit von der Temperatur ändert.
Zur Kalibrierung der Antriebsvorrichtung 35 wird der Stopfen 9 mittels der Antriebsvorrichtung 35 zunächst in eine obere Endstellung gefahren. Anschließend wird der Stopfen 9 mittels der Antriebsvorrichtung 35 nach unten gefahren bis das Stopfenende 33 am Lochstein 31 anliegt und die Verteileröffnung 29 vollständig verschließt. Eine Abschaltung der Antriebsvorrichtung 35 erfolgt dabei über eine kontinuierliche Messung der Schließkraft über einen Motorstrom der Antriebsvorrichtung 35. Dabei wird in einem ersten Schritt eine größere Schließkraft aufgeschaltet. Dies bewirkt, dass der Stopfen 9 vollständig die Verteileröffnung 29 verschließt. Danach wird die Kraft reduziert, um die Antriebsvorrichtung 35 nicht unnötig zu erwärmen. Die Verteileröffnung 29 bleibt dabei vollständig verschlossen. Die Position des Stopfens 9, in der die Verteileröffnung 29 vollständig verschlossen ist, wird als Nullposition des Stopfens 9 gesetzt bzw. kalibriert.
Zur Kalibrierung der Messvorrichtung 15 werden im Folgenden anhand der Figuren 2 und 3 zwei mögliche Alternativen beschrieben, bei denen jeweils ein Kalibrierelement 41 eingesetzt wird, das in einer definierten Lage innerhalb des
Verteilers 7 platziert wird und elektromagnetische Impulse anteilig reflektiert.
Figur 2 zeigt ein Kalibrierelement 41, das als eine in dem Lochstein 31 angeordnete Ringscheibe ausgebildet ist, und den die Verteileröffnung 29 verschließenden Stopfen 9 in einer Schnittdarstellung. Die Ringscheibe ist derart ausgebildet, dass sie mittels eines entlang der Sonde 17 geführten elektromagnetischen Impuls detektiert wird, indem an ihr ein Reflektionsanteil des elektromagnetischen Impulses reflektiert wird. Bei durch das Stopfenende 33 verschlossener Verteileröffnung 29 und aufgeheiztem Stopfen 9 wird mittels der Messvorrichtung 15 eine Referenzmessung der Position der Ringscheibe 41 durchgeführt und die dabei ermittelte Position wird anschließend als Null-Referenzhöhe verwendet.
Figur 3 zeigt ein Kalibrierelement 41, das als eine Metallfahne ausgebildet ist, die an einem manuell (durch eine Person) oder automatisch (beispielsweise durch einen Roboter) in den Verteiler 7 einführbaren Kalibrierstab 43 angeordnet ist. Die Metallfahne befindet sich dabei in einem bekannten Abstand, beispielsweise in einem Abstand von 10 cm, von einem Kalibrierstabende 45 des Kalibrierstabes 43. Abgesehen von der Metallfahne ist der Kalibrierstab 43 aus einem Material gefertigt, das von entlang der Sonde 17 geführten elektromagnetischen Impulsen nicht detektiert wird. Zur Kalibrierung der Messvorrichtung 15 wird die Verteileröffnung 29 durch das Stopfenende 33 des Stopfens 9 vollständig verschlossen und der Kalibrierstab 43 wird parallel zu dem Stopfen 9 in den Verteiler eingeführt bis das Kalibrierstabende 45 auf dem Lochstein 31 aufliegt. Dann wird mittels der Messvorrichtung 15 eine Referenzmessung der Position der Metallfahne durchgeführt und die dabei ermittelte Position der Metallfahne wird auf den bekannten Abstand zwischen der Metallfahne und dem Kalibrierstabende 45 kalibriert.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste I Stranggießanlage 3 Gießpfanne 5 Schattenrohr 7 Verteiler 9 Stopfen II Gießrohr 13 Kokille 15 Messvorrichtung 17 Sonde 19 Sensorelektronik 21 Koaxialkabel 23 Metallschmelze 25 Schlackeschicht 27 Verteilerboden 29 Verteileröffnung 31 Lochstein 33 Stopfenende 35 Antriebsvorrichtung 37 Schlackeschichtoberfläche 39 Schlacke-Metall-Grenzfläche 41 Kalibrierelement 43 Kalibrierstab 45 Kalibrierstabende
Claims (14)
1. Verfahren zur Schlackedetektion in einem Verteiler (7) einer Stranggießanlage (1), wobei - eine Lage einer Schlacke-Metall-Grenzfläche (39) zwischen einer Schlackeschicht (25) und einer Metallschmelze (23) in dem Verteiler (7) zeitbereichsreflektometrisch ermittelt wird, - indem ein elektromagnetischer Impuls in den Verteiler (7) gesendet wird - und eine Laufzeit eines an der Schlacke-Metall-Grenzfläche (39) reflektierten Reflektionsanteils des elektromagnetischen Impulses erfasst und ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetische Impuls mittels einer in den Verteiler (7) eingeführten Sonde (17) in den Verteiler (7) gesendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (17) als ein Sensorstab ausgebildet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (17) in einen Stopfen (9) des Verteilers (7) eingeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als elektromagnetischer Impuls ein Mikrowellenimpuls in den Verteiler (7) gesendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke der Schlackeschicht (25) ermittelt wird, wobei die Lage einer von der Metallschmelze (23) abgewandten Schlackeschichtoberfläche (37) der Schlackeschicht (25) in dem Verteiler (7) zeitbereichsreflektometrisch ermittelt wird, indem eine Laufzeit eines an dieser Schlackeschichtoberfläche (37) reflektierten zweiten Reflektionsanteils des elektromagnetischen Impulses erfasst und ausgewertet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dicke einer die Schlackeschicht (25) bedeckenden Abdeckpulverschicht in dem Verteiler (7) ermittelt wird, indem ein Abstand zweier sich gegenüber liegender Pulverschichtoberflächen der Abdeckpulverschicht zeitbereichsreflektometrisch ermittelt wird, wobei Laufzeiten von an diesen Pulverschichtoberflächen reflektierten Reflektionsanteilen des elektromagnetischen Impulses erfasst und ausgewertet werden.
8. Messvorrichtung (15) zur Schlackedetektion in einem Verteiler (7) einer Stranggießanlage (1), die Messvorrichtung (15) umfassend - eine Sonde (17) zur Führung elektromagnetischer Impulse - und eine Sensorelektronik (19) zum Erzeugen elektromagnetischer Impulse, Einkoppeln elektromagnetischer Impulse in die Sonde (17), Empfangen elektromagnetischer Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten elektromagnetischer Impulse.
9. Messvorrichtung (15) nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Kalibrierelement (41), das in einer definierten Lage innerhalb des Verteilers (7) platzierbar ist und elektromagnetische Impulse wenigstens anteilig reflektiert.
10. Messvorrichtung (15) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrierelement (41) eine Ringscheibe, die an einer Verteileröffnung (29) des Verteilers (7) platzierbar ist, oder eine Metallfahne, die an einem manuell oder automatisch in den Verteiler (7) einführbaren Kalibrierstab (43) angeordnet ist, ist.
11. Messvorrichtung (15) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (17) als ein Sensorstab ausgebildet ist.
12. Messvorrichtung (15) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorstab aus einem Edelstahl gefertigt ist.
13. Messvorrichtung (15) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (17) über ein Koaxialkabel (21) mit der Sensorelektronik (19) verbunden ist.
14. Messvorrichtung (15) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonde (17) ein der Sensorelektronik (19) zugewandtes gebogenes Ende aufweist.
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