AT517889A1

AT517889A1 - Detecting a level of pouring in a mold

Info

Publication number: AT517889A1
Application number: ATA50911/2015A
Authority: AT
Inventors: Ing Hartl Franz; Ing Markus Mairhofer Dipl; Dipl Ing Rohrhofer Andreas; Dipl Ing Wieser Philipp
Original assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2017-05-15
Also published as: WO2017071940A1; AT517889B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (47) zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe (41) eines Gießspiegels (21) in einer Kokille (13) einer Stranggießanlage (1). Die Messvorrichtung (47) umfasst eine Impulsführung (49) zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille (13) und eine mit der Impulsführung (49) verbundene Sensorelektronik (53) zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung (49), Empfangen von der Impulsführung (49) geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Reflektionsanteile.The invention relates to a measuring device (47) for detecting a pouring height (41) of a pouring mirror (21) in a mold (13) of a continuous casting plant (1). The measuring device (47) comprises a pulse guide (49) for guiding electromagnetic pulses in the mold (13) and a sensor electronics (53) connected to the pulse guide (49) for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses into the pulse guide (49). , Receiving from the pulse guide (49) guided reflection portions of the electromagnetic pulses and determining and evaluating the transit times of the reflection components.

Description

Beschreibungdescription

Erfassung einer Gießspiegelhöhe in einer KokilleDetecting a level of pouring in a mold

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe eines Gießspiegels in einer Kokille einer Stranggießanlage.The invention relates to a measuring device and a method for detecting a Gießspiegelhöhe a casting mirror in a mold of a continuous casting.

In Stranggießanlagen wird eine metallische Schmelze von einer Gießpfanne in eine gekühlte Kokille, in der die Erstarrung der Schmelze beginnt, gefördert. Innerhalb der Kokille erstarren Oberflächenbereiche der Schmelze zu einer so genannten Strangschale, die einen noch flüssigen Metallkern umschließt. Aus der Kokille wird ein die Strangschale aufweisender metallischer Strang ausgegeben, der danach weiter abgekühlt wird. Häufig weist eine Stranggießanlage ferner einen so genannten Verteiler auf, über den die Schmelze von der Gießpfanne in die Kokille gefördert wird.In continuous casting plants, a metallic melt is conveyed from a ladle into a cooled mold, in which the solidification of the melt begins. Within the mold surface areas of the melt solidify into a so-called strand shell, which encloses a still liquid metal core. From the mold, a strand shell having exhibiting metallic strand is issued, which is then cooled further. Frequently, a continuous casting plant also has a so-called distributor, via which the melt is conveyed from the ladle into the mold.

Der Verteiler dient insbesondere als ein Pufferbehälter, in dem die Schmelze während eines Gießpfannenwechsels gepuffert wird, um den Stranggießprozess nicht unterbrechen zu müssen und ein kontinuierliches Stranggießen zu ermöglichen. Von dem Verteiler fließt die Schmelze in der Regel durch eine Verteileröffnung im Verteilerboden des Verteilers in die Kokille, wobei der Durchfluss durch einen Stopfen oder Schieber steuerbar ist. Für eine gute Strangbildung in der Kokille ist es wesentlich, einen Füllstand der Kokille möglichst konstant zu halten, um ein kontinuierliches und homogenes Schalenwachstum der Strangschale des Strangs und dadurch eine hohe Produktqualität zu erreichen. Der Füllstand der Kokille kann durch eine Gießspiegelhöhe charakterisiert werden. Unter dem Gießspiegel wird hier die obere Oberfläche der Schmelze in der Kokille verstanden und unter der Gießspiegelhöhe die Füllstandshöhe der Schmelze in der Kokille. Die Ermittlung der Gießspiegelhöhe ist ein wesentlicher Bestandteil der Regelung des Füllstands einer Kokille.In particular, the manifold serves as a buffer vessel in which the melt is buffered during a ladle change so as not to interrupt the continuous casting process and to allow continuous casting. From the distributor, the melt usually flows through a distributor opening in the distributor base of the distributor into the mold, wherein the flow through a plug or slider is controllable. For a good strand formation in the mold, it is essential to keep a level of the mold as constant as possible in order to achieve a continuous and homogeneous shell growth of the strand shell of the strand and thereby high product quality. The level of the mold can be characterized by a Gießspiegelhöhe. Here, the pouring level is understood to be the upper surface of the melt in the mold and the level of the melt in the mold below the level of the molten metal. The determination of the Gießspiegelhöhe is an essential part of the regulation of the level of a mold.

Die Ermittlung der Gießspiegelhöhe wird dadurch erschwert, dass auf die Schmelze in der Kokille in der Regel ein Gießpulver gegeben wird, das als Schmiermittel für eine bessere Gleitfähigkeit der Strangschale an den Kokillenwänden dient, die Strangoberfläche gegen Oxidation schützt und einer gleichmäßigen Wärmeabfuhr dient. Da der Gießspiegel dadurch von einer Gießpulverschicht bedeckt ist, lässt sich die Gießspiegelhöhe nicht mit Messverfahren, die Laser oder Radarsensoren einsetzen, erfassen.The determination of the Gießspiegelhöhe is complicated by the fact that the melt in the mold usually a casting powder is given, which serves as a lubricant for better lubricity of the strand shell on the mold walls, protects the strand surface against oxidation and a uniform heat dissipation. Since the casting mirror is thereby covered by a casting powder layer, the casting level height can not be detected by measuring methods which use lasers or radar sensors.

Um die Gießspiegelhöhe zu ermitteln, kann beispielsweise eine radiometrische Füllstandsmessung angewendet werden. Dabei wird eine Intensität von Gammastrahlen erfasst und ausgewertet, welche zwischen einer radioaktiven Gammastrahlenquelle, die meist Cäsium- oder Kobaltisotope enthält, und einem Detektor die Schmelze in der Kokille durchdringen und dadurch abgeschwächt werden. Die radiometrische Füllstandsmessung ist durch den Einsatz radioaktiver Komponenten jedoch schwierig und auch gefährlich für das Instandhaltungspersonal und erfordert außerdem spezielle Sicherheitsbereiche für die Lagerung von Ersatzteilen.To determine the Gießspiegelhöhe, for example, a radiometric level measurement can be applied. In this case, an intensity of gamma rays is detected and evaluated, which penetrate between a radioactive gamma ray source, which usually contains cesium or cobalt isotopes, and a detector, the melt in the mold and thereby attenuated. However, the use of radioactive components makes radiometric level measurement difficult and dangerous for maintenance personnel and also requires special safety areas for the storage of spare parts.

Eine weitere Möglichkeit, die Gießspiegelhöhe zu ermitteln, besteht in der Verwendung von Sensoren basierend auf dem Prinzip von Wirbelströmen. Die Sensoren werden an der Oberkante der Kokille oder oberhalb der Schmelze schwebend platziert. Diese Sensorik ist jedoch einerseits sehr teuer und weist andererseits relativ große Abmessungen auf, die ihre Anwendbarkeit bei kleinen Gießformaten ausschließt.Another way to determine the Gießspiegelhöhe, consists in the use of sensors based on the principle of eddy currents. The sensors are placed floating on the upper edge of the mold or above the melt. However, this sensor is on the one hand very expensive and on the other hand has relatively large dimensions, which precludes their applicability in small casting formats.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Messvorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in einer Kokille einer Stranggießanlage anzugeben.The invention has for its object to provide an improved measuring device and an improved method for detecting a Gießspiegelhöhe in a mold of a continuous casting.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Messvorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst.The object is achieved with respect to the measuring device by the features of claim 1 and with respect to the method by the features of claim 12.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe eines Gießspiegels in einer Kokille einer Stranggießanlage umfasst eine Impulsführung zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille und eine mit der Impulsführung verbundene Sensorelektronik zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung, Empfangen von der Impulsführung geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Reflektionsanteile.A measuring device according to the invention for detecting a casting level of a casting mirror in a mold of a continuous casting plant comprises a pulse guide for guiding electromagnetic pulses in the mold and connected to the pulse guide sensor electronics for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses in the pulse guide, receiving guided by the pulse guide Reflection components of the electromagnetic pulses and determining and evaluating transit times of the reflection components.

Die Erfindung 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 Bestimmung von Entfernungen durch Ausnutzung dieses physikalischen Effektes zählt zu den so genannten zeitbereichsreflektometrischen Messverfahren. Die Erfindung nutzt den physikalischen Effekt zur zeitbereichsreflektometrischen Erfassung der Gießspiegelhöhe in einer Kokille.The invention is based on the physical effect that an electromagnetic pulse at interfaces at which a wave impedance for the pulse changes abruptly, is partially reflected, so that from the transit time of the reflected portion of the pulse, a distance to the interface can be determined. The determination of distances by utilizing this physical effect is one of the so-called time domain reflectometric measurement methods. The invention makes use of the physical effect for the time domain reflectometric detection of the level of the casting mirror in a mold.

Die erfindungsgemäße Messvorrichtung ist zur zeitbereichsreflektometrischen Erfassung der Gießspiegelhöhe durch in der Kokille an einer Impulsführung geführte elektromagnetische Impulse, beispielsweise Mikrowellenimpulse, ausgebildet. Im Unterschied zu Messverfahren, die Laser oder Radarsensoren einsetzen, ermöglicht die Messvorrichtung insbesondere die Erfassung derThe measuring device according to the invention is designed for time domain reflectometric detection of the level of the casting mirror by means of electromagnetic pulses guided in the mold on a pulse guide, for example microwave pulses. In contrast to measuring methods that use lasers or radar sensors, the measuring device allows in particular the detection of the

Gießspiegelhöhe, auch wenn der Gießspiegel mit Gießpulver bedeckt ist. Im Unterschied zu radiometrischen Messungen der Gießspiegelhöhe ermöglicht die Messvorrichtung eine für das Instandhaltungspersonal ungefährliche Erfassung der Gießspiegelhöhe, die insbesondere keine speziellen Sicherheitsmaßnahmen und -bereiche erfordert. Ferner ist die Messvorrichtung wesentlich kostengünstiger und platzsparender als auf Wirbelströmen basierende Messvorrichtungen und kann daher auch für relativ kleine Kokillen eingesetzt werden.Gießspiegelhöhe, even if the pouring mirror is covered with casting powder. In contrast to radiometric measurements of the level of the casting mirror, the measuring device enables a detection of the level of the casting mirror, which is harmless for the maintenance personnel, and in particular does not require special safety measures and areas. Furthermore, the measuring device is much cheaper and more space-saving than on eddy currents based measuring devices and can therefore be used for relatively small molds.

Außerdem kann mit der Messvorrichtung nicht nur die Gießspiegelhöhe, sondern auch die Dicke einer Gießpulverschicht über einem Gießspiegel erfasst werden, indem die Lage der von dem Gießspiegel abgewandten Oberfläche der Gießpulverschicht analog zur Erfassung der Gießspiegelhöhe mit der Messvorrichtung zeitbereichsreflektometrisch erfasst wird. Dadurch kann die Messvorrichtung vorteilhaft sowohl für die Gießspiegelregelung als auch für die Überwachung der Dicke der Gießpulverschicht eingesetzt werden.In addition, with the measuring device not only the Gießspiegelhöhe, but also the thickness of a Gießpulverschicht be detected on a casting mirror by the position of the facing away from the mold surface of the Gießpulverschicht analogous to detecting the Gießspiegelhöhe with the measuring device is detected time domain reflectometry. As a result, the measuring device can advantageously be used both for the mold level control and for monitoring the thickness of the cast powder layer.

Darüber hinaus ermöglicht die Messvorrichtung eine Erfassung von Gießspiegelhöhen und Gießpulverschichtdicken, die aufgrund des ihr zugrunde liegenden zeitbereichsreflektometrischen Prinzips praktisch unabhängig von Materialeigenschaften wie Viskosität, Leitfähigkeit und pH-Wert der Schmelze in der Kokille und vonIn addition, the measuring device allows detection of Gießspiegelhöhen and Gießpulverschichtdicken, due to their underlying time domain reflectometric principle practically independent of material properties such as viscosity, conductivity and pH of the melt in the mold and

Umgebungsbedingungen wie Druck, Temperatur, Dampf, Staub oder Schaum ist. Die Messvorrichtung ermöglicht daher eine kostengünstige, kontinuierliche und präzise Erfassung von Gießspiegelhöhen und Gießpulverschichtdicken, die von den Prozessbedingungen des Stranggießens kaum beeinflusst wird und für nahezu alle Stranggießanlagen und Kokillengrößen einsetzbar ist.Environmental conditions such as pressure, temperature, steam, dust or foam is. The measuring device therefore enables a cost-effective, continuous and precise detection of casting levels and casting powder layer thicknesses, which is hardly influenced by the process conditions of continuous casting and can be used for almost all continuous casting plants and mold sizes.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Impulsführung wenigstens eine in die Kokille einführbare Sonde umfasst, wobei die Sonde vorzugsweise innerhalb eines sie thermisch abschirmenden Schutzrohrs aus einem elektrisch isolierenden Material geführt ist.An embodiment of the invention provides that the pulse guide comprises at least one insertable into the mold probe, wherein the probe is preferably guided within a thermally shielding protective tube made of an electrically insulating material.

Eine Messvorrichtung mit einer in die Kokille einführbaren Sonde ermöglicht die Erfassung von Gießspiegelhöhen, ohne die Stranggießanlage umbauen oder erweitern zu müssen. Ferner ermöglicht sie eine flexible, den jeweils zu erfassenden Gießspiegelhöhen anpassbare Anordnung der Sonde in der Kokille.A measuring device with a probe insertable into the mold allows the detection of levels of casting without having to rebuild or extend the continuous casting plant. Furthermore, it enables a flexible arrangement of the probe in the mold which can be adapted to the particular level of the casting mirror to be detected.

Die thermische Abschirmung der Sonde in einem Schutzrohr schützt die Sonde vor den hohen Temperaturen in der Kokille und ermöglicht einen dauerhaften Betrieb der Messvorrichtung zur kontinuierlichen Füllstandsmessung in der Kokille. Ferner kann ein verschlissenes Schutzrohr einfach und schnell ersetzt werden, beispielsweise während einer kurzen Gießpause, ohne die Sonde selbst wechseln zu müssen. Die Sonde ist in dem Schutzrohr elektrisch isoliert, wobei die elektrische Isolierung vorteilhaft gemeinsam mit der thermischen Abschirmung der Sonde durch das Material des Schutzrohrs erfolgt.The thermal shielding of the probe in a protective tube protects the probe from the high temperatures in the mold and allows a permanent operation of the measuring device for continuous level measurement in the mold. Furthermore, a worn protection tube can be easily and quickly replaced, for example during a short casting break, without having to change the probe itself. The probe is electrically insulated in the protective tube, wherein the electrical insulation advantageously takes place together with the thermal shielding of the probe by the material of the protective tube.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Impulsführung wenigstens eine Sonde umfasst, die in ein in die Kokille hineinragendes Gießrohr zum Befüllen der Kokille integriert ist.A further embodiment of the invention provides that the pulse guide comprises at least one probe, which is integrated in a projecting into the mold casting tube for filling the mold.

Diese Ausgestaltung nutzt mit dem Gießrohr eine ohnehin vorhandene Komponente der Stranggießanlage, die in die Schmelze in der Kokille eingetaucht wird, um in ihr eine Sonde der Impulsführung zu integrieren. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn in der Kokille wenig Platz für die Impulsführung zur Verfügung steht, da keine zusätzliche Apparatur in die Kokille eingeführt werden muss.This embodiment utilizes with the pouring tube an already existing component of the continuous casting plant, which is immersed in the melt in the mold, in order to integrate a probe of the impulse guide in it. This is particularly advantageous if there is little space available in the mold for the pulse guidance, since no additional apparatus has to be introduced into the mold.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Impulsführung wenigstens eine von einem elektrisch isolierenden Isolierungsmantel umgebene Sonde umfasst, die an einer Innenseite einer Kokillenwand der Kokille, beispielsweise in einer Nut in der Kokillenwand, angeordnet ist. Vorzugsweise verläuft wenigstens eine derartige Sonde ferner in eine Richtung, die von einer Gießrichtung der Kokille abweicht.A further embodiment of the invention provides that the pulse guide comprises at least one probe surrounded by an electrically insulating insulating jacket, which is arranged on an inner side of a mold wall of the mold, for example in a groove in the mold wall. Preferably, at least one such probe further extends in a direction which deviates from a casting direction of the mold.

Bei der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung ist die Impulsführung also an der Kokillenwand angeordnet. Dadurch wird die Kokille selbst platzsparend als Trägerin der Impulsführung genutzt. Die Anordnung von Sonden in Nuten der Kokillenwand verhindert vorteilhaft, dass die Sonden die Form der in der Kokille gebildeten Strangschale des Strangs beeinträchtigen. Die Einbettung der Sonden in jeweils einen elektrisch isolierenden Isolierungsmantel schützt die Sonden vor den hohen Temperaturen in der Kokille. Durch von der Gießrichtung in der Kokille abweichende Verläufe der Sonden kann vorteilhaft erreicht werden, dass sich eine in den Bereichen der Sonden lokal veränderte Wärmeabfuhr aus der Schmelze durch die Kokillenwand nicht negativ auf ein Schalenwachstum einer Strangschale in der Kokille auswirkt, d. h. keine wesentliche Inhomogenität des Schalenwachstums bewirkt.In the aforementioned embodiment of the invention, the pulse guide is thus arranged on the mold wall. As a result, the mold itself is used to save space as a carrier of the pulse guide. The arrangement of probes in grooves of the mold wall advantageously prevents the probes from affecting the shape of the strand shell of the strand formed in the mold. The embedding of the probes in each case an electrically insulating insulating jacket protects the probes from the high temperatures in the mold. By deviating from the casting direction in the mold gradients of the probes can be advantageously achieved that in the regions of the probes locally changed heat removal from the melt through the mold wall does not adversely affect a shell growth of a strand shell in the mold, d. H. does not cause any substantial inhomogeneity of the shell growth.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine Sonde als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist.A further embodiment of the invention provides that at least one probe is designed as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable.

Derartige Sonden sind einfach herstellbar, so dass die Messvorrichtung vorteilhaft kostengünstig realisiert werden kann. Bei ausreichender Wärmeabschirmung der Sonden können außerdem kommerziell verfügbare Sensorstäbe oder Sensorseile verwendet werden.Such probes are easy to produce, so that the measuring device can advantageously be realized inexpensively. With sufficient heat shielding of the probes, commercially available sensor rods or sensor cables may also be used.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Impulsführung wenigstens eine mit einer elektrisch isolierenden Isolierfüllung gefüllte Nut in einer Innenseite einer Kokillenwand umfasst, wobei die Nut vorzugsweise in eine Richtung verläuft, die von einer Gießrichtung der Kokille abweicht.A further embodiment of the invention provides that the pulse guide comprises at least one groove filled with an electrically insulating insulating filling in an inner side of a mold wall, the groove preferably extending in a direction which deviates from a casting direction of the mold.

Bei der vorgenannten Ausgestaltung der Erfindung werden mit einer Isolierfüllung gefüllte Nuten in der Kokillenwand zur Führung der elektromagnetischen Impulse verwendet. Die mit einer Isolierfüllung gefüllten Nuten wirken als zu dem von der Kokillenwand umgebenen Hohlraum offene Hohlleiter, in die jeweils elektromagnetische Impulse eingekoppelt werden. Dadurch können separate Sonden wie Sensorstäbe oder Sensorseile entfallen, was die Realisierung der Impulsführung vereinfacht und deren Kosten reduziert. Von der Gießrichtung abweichende Verläufe der Nuten wirken vorteilhaft wiederum einem inhomogenen Schalenwachstum der Strangschale in der Kokille entgegen.In the aforementioned embodiment of the invention filled with an insulating filling grooves are used in the mold wall for guiding the electromagnetic pulses. The grooves filled with an insulating filling act as waveguides which are open to the cavity surrounded by the mold wall and into which electromagnetic pulses are respectively coupled. As a result, separate probes such as sensor rods or sensor cables can be omitted, which simplifies the realization of the impulse management and reduces their costs. Deviating from the casting direction gradients of the grooves in turn advantageously counteract inhomogeneous shell growth of the strand shell in the mold.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Sensorelektronik mit der Impulsführung durch wenigstens eine Hochfrequenzleitung, beispielsweise ein Koaxialkabel, zur Übertragung elektromagnetischer Impulse verbunden ist.A further embodiment of the invention provides that the sensor electronics is connected to the pulse guide by at least one high-frequency line, such as a coaxial cable for transmitting electromagnetic pulses.

Die Hochfrequenzleitung ermöglicht dabei, dass die Sensorelektronik in einer sie vor den hohen Temperaturen in der Umgebung der Kokille schützenden Entfernung zur Kokille angeordnet werden kann. Eine flexibel ausgeführte Hochfrequenzleitung ermöglicht ferner, die Impulsführung und die Sensorelektronik an Komponenten zu montieren, die zueinander eine Relativbewegung ausführen. In der Regel wird die Kokille in eine oszillierende Bewegung versetzt, um ein Anhaften der Strangschale an der Kokillenwand zu verhindern. In einem solchen Fall kann durch eine flexible Hochfrequenzleitung beispielsweise eine fest mit der sich bewegenden Kokille verbundene Impulsführung mit einer Sensorelektronik verbunden werden, die an einer sich nicht mit der Kokille mitbewegenden Komponente der Stranggießanlage angeordnet ist.In this case, the high-frequency line makes it possible for the sensor electronics to be arranged in a distance to the mold that protects them from the high temperatures in the vicinity of the mold. A flexibly designed high-frequency line also makes it possible to mount the pulse guide and the sensor electronics to components that perform a relative movement to each other. In general, the mold is placed in an oscillating motion to prevent adhesion of the strand shell to the mold wall. In such a case, by means of a flexible high-frequency line, for example, a pulse guide fixedly connected to the moving mold can be connected to sensor electronics which are arranged on a component of the continuous casting machine which does not move with the mold.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe eines Gießspiegels in einer Kokille einer Stranggießanlage mit einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung wird dementsprechend die Gießspiegelhöhe zeitbereichsreflektometrisch ermittelt. Dazu werden entlang der Impulsführung geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille gesendet und Laufzeiten an dem Gießspiegel reflektierter und von der Impulsführung geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst und ausgewertet. Als elektromagnetische Impulse werden beispielsweise Mikrowellenimpulse verwendet.In the inventive method for detecting a Gießspiegelhöhe a casting mirror in a mold of a continuous casting with a measuring device according to the invention, the Gießspiegelhöhe is determined accordingly time domain reflectometry. For this purpose, electromagnetic pulses guided along the pulse guide are sent into the mold and transit times are recorded and evaluated on the reflecting mirror and reflecting portions of the electromagnetic pulses guided by the pulse guide. As electromagnetic pulses, for example, microwave pulses are used.

Das Verfahren nutzt zur Erfassung von Gießspiegelhöhen vorteilhaft den oben bereits genannten physikalischen Effekt der teilweisen Reflektion elektromagnetischer Impulse an Grenzflächen, an denen sich die Wellenimpedanz ändert. Die Verwendung von Mikrowellenimpulsen nutzt vorteilhaft aus, dass derartige elektromagnetische Impulse aufgrund ihrer Frequenzen und Wellenlängen besonders gut an Gießspiegeln metallischer Schmelzen reflektiert werden.The method advantageously uses the above-mentioned physical effect of the partial reflection of electromagnetic pulses at interfaces at which the wave impedance changes to detect levels of the casting mirror. The use of microwave pulses takes advantage of the fact that such electromagnetic pulses due to their frequencies and wavelengths are particularly well reflected on casting levels of metallic melts.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass eine Gießpulverhöhe einer von dem Gießspiegel abgewandten Gießpulveroberfläche einer Gießpulverschicht, die sich über dem Gießspiegel befindet, zeitbereichsreflektometrisch ermittelt wird, indem entlang der Impulsführung geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille gesendet werden und Laufzeiten an der Gießpulveroberfläche reflektierter und von der Impulsführung geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst und ausgewertet werden.An embodiment of the method provides that a Gießpulverhöhe one facing away from the casting mirror Gießpulveroberfläche a Gießpulverschicht, which is located above the Gießspiegel, is determined zeitbereichsreflektometrisch by along the pulse guide guided electromagnetic pulses are sent into the mold and run times on the Gießpulveroberfläche more reflective and of the pulse guidance guided guided portions of the electromagnetic pulses are detected and evaluated.

Dadurch kann mit den oben bereits genannten Vorteilen nicht nur eine Gießspiegelhöhe, sondern auch eine Dicke einer den Gießspiegel bedeckenden Gießpulverschicht erfasst werden.As a result, with the advantages already mentioned above, not only a casting-mirror height but also a thickness of a casting-powder layer covering the casting-glass level can be detected.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass zum Kalibrieren der Messvorrichtung ein elektromagnetische Impulse wenigstens anteilig reflektierendes Kalibrierelement an einer definierten Kalibrierposition in der Kokille angeordnet wird und entlang der Impulsführung geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille gesendet werden. Eine Laufzeit an dem Kalibrierelement reflektierter und von der Impulsführung geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse wird erfasst und als zu der Kalibrierposition korrespondierender Referenzwert für die Ermittlung von Gießspiegelhöhen aus Laufzeiten an dem Gießspiegel reflektierter Reflektionsanteile elektromagnetischer Impulse verwendet.A further embodiment of the method provides that for calibrating the measuring device, an electromagnetic pulses at least proportionally reflective calibration is placed at a defined calibration position in the mold and sent along the pulse guide guided electromagnetic pulses in the mold. A transit time on the calibration element of reflected and guided by the pulse guide reflection components of the electromagnetic pulses is detected and used as corresponding to the calibration position reference value for the determination of Gießspiegelhöhen from maturities on the casting mirror reflected reflection components of electromagnetic pulses.

Die Kalibrierposition des Kalibrierelements in der Kokille dient dabei als Bezugswert für die Ermittlung der Gießspiegelhöhen, d. h. eine Gießspiegelhöhe wird aus einem Abstand der Oberfläche der Schmelze in der Kokille von der Kalibrierposition ermittelt. Dieser Abstand ist direkt proportional zur Differenz der Laufzeit eines an dem Gießspiegel reflektierten Impulses und des Referenzwertes, der durch die Laufzeit eines an dem Kalibrierelement reflektierten Impulses definiert ist. Dies ermöglicht eine einfache Kalibrierung der Messvorrichtung, die vorzugsweise nur einmalig bei der Inbetriebnahme der Messvorrichtung durchgeführt wird.The calibration position of the calibration element in the mold serves as a reference value for determining the levels of the mold level, d. H. a Gießspiegelhöhe is determined from a distance of the surface of the melt in the mold from the calibration position. This distance is directly proportional to the difference in the transit time of a pulse reflected at the pouring mirror and the reference value, which is defined by the transit time of a pulse reflected at the calibration element. This allows a simple calibration of the measuring device, which is preferably carried out only once during the commissioning of the measuring device.

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 schematisch eine Stranggießanlage mit einer Kokille und ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Schnittdarstellung, FIG 2 schematisch eine Kokille und ein zweitesThe above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of exemplary embodiments which will be described in detail in conjunction with the drawings. 1 shows schematically a continuous casting plant with a mold and a first embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the mold in a sectional view, Figure 2 shows schematically a mold and a second

Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung zur Erfassung der Gießspiegelhöhe in einer Kokille in einer Schnittdarstellung, FIG 3 schematisch ein Gießrohr und ein drittes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in einer Kokille in einer Längsschnittdarstellung, FIG 4 das in Figur 3 gezeigte Gießrohr und die in Figur 3 gezeigte Messvorrichtung in einer Querschnittdarstellung, FIG 5 schematisch eine Kokille und eine Impulsführung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarstellung, FIG 6 einen Ausschnitt einer Kokille und eine Impulsführung eines fünften Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarstellung, FIG 7 schematisch eine Kokille und eine Impulsführung eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarstellung, FIG 8 einen Ausschnitt einer Innenseite einer Kokillenwand einer Kokille und einer daran angeordneten Impulsführung des sechsten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille, FIG 9 schematisch eine Kokille und eine Impulsführung eines siebten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarstellung, und FIG 10 schematisch eine Kokille und eine Impulsführung eines achten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe in der Kokille in einer Querschnittdarstellung.3 shows schematically a pouring tube and a third embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in a mold in a longitudinal sectional view, 4 shows the pouring tube shown in Figure 3 and shown in Figure 3 5 shows schematically a mold and a pulse guide of a fourth embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the mold in a cross-sectional view, Figure 6 shows a detail of a mold and a pulse guide of a fifth embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the mold 7 shows schematically a mold and a pulse guide of a sixth embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the mold in egg 9 shows a section of an inner side of a mold wall of a mold and a pulse guide arranged thereon of the sixth embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the mold, FIG 9 schematically shows a mold and a pulse guide of a seventh embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the Mold in a cross-sectional view, and 10 shows schematically a mold and a pulse guide of an eighth embodiment of a measuring device for detecting a Gießspiegelhöhe in the mold in a cross-sectional view.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

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.Figure 1 shows schematically a continuous casting 1 in a sectional view. The continuous casting plant 1 comprises a pouring ladle 3, a shadow tube 5, a distributor 7, a stopper 9, a pouring tube 11 and a mold 13.

Aus der Gießpfanne 3 ist durch das Schattenrohr 5 Schmelze 23 in den Verteiler 7 leitbar. Mit der Schmelze 23 gelangt auch Schlacke in den Verteiler 7. In dem Verteiler 7 bildet sich eine auf der Schmelze 23 schwimmende Schlackeschicht 25.From the ladle 3 through the shadow tube 5 melt 23 in the manifold 7 can be conducted. Slag also passes into the distributor 7 with the melt 23. In the distributor 7, a slag layer 25 which is floating on the melt 23 is formed.

Der Verteiler 7 weist in seinem Verteilerboden 27 eine Verteileröffnung 29 auf, die von einem in dem Verteilerboden 27 angeordneten rohrförmigenThe distributor 7 has, in its distributor base 27, a distributor opening 29 which extends from a tubular one arranged in the distributor base 27

Verteilerauslass 31 gebildet wird. An einem unteren Ende des Verteilerauslasses 31 liegt das Gießrohr 11 an, durch das Schmelze 23 von dem Verteiler 7 in die Kokille 13 förderbar ist. Der Stopfen 9 ist über der Verteileröffnung 29 angeordnet und als ein im Wesentlichen zylindrischer Körper mit einer vertikal verlaufenden Längsachse ausgebildet. Ein der Verteileröffnung 29 zugewandtes Stopfenende 33 des Stopfens 9 ist typischerweise konisch oder mit abgestuften Radien 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 Verteilerauslass 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.Distributor outlet 31 is formed. At a lower end of the Verteilerauslasses 31, the pouring tube 11 is located, can be conveyed by the melt 23 from the distributor 7 in the mold 13. The plug 9 is disposed above the manifold opening 29 and formed as a substantially cylindrical body having a vertical longitudinal axis. A plug end 33 of the plug 9 facing the manifold opening 29 is typically conical or stepped in radius, with its diameter decreasing towards the manifold opening 29. By means of the plug end 33, the distributor opening 29 can be closed by retracting the plug end 33 into the distributor opening 29 until it rests against the distributor outlet 31. For opening and closing the distributor opening 29 and for controlling the flow through the distributor opening 29, the stopper 9 can be moved along its longitudinal axis by means of a drive device 35 (shown only schematically).

Eine die Schmelze 23 in der Kokille 13 umgebende Kokillenwand 15 der Kokille 13 wird gekühlt, so dass die an der Kokillenwand 15 anliegenden Oberflächenbereiche der Schmelze 23 zu einer Strangschale eines aus einem Kokillenauslass 17 der Kokille 13 in einer Gießrichtung 18 ausgegebenen Strangs 19 erstarren. Eine obere Oberfläche der Schmelze 23 in der Kokille 13 bildet einen Gießspiegel 21 in der Kokille 13. Auf die Schmelze 23 in der Kokille 13 wird ein Gießpulver gegeben, das über dem Gießspiegel 21 eine Gießpulverschicht 37 mit einer von dem Gießspiegel 21 abgewandten Gießpulveroberfläche 39 bildet. Das Gießpulver verbessert die Gleiteigenschaften der Strangschale an der Kokillenwand 15 und schützt die Schmelze 23 in der Kokille 13 vor Oxidation.A mold wall 15 of the mold 13 surrounding the melt 23 in the mold 13 is cooled, so that the surface regions of the melt 23 resting against the mold wall 15 solidify to form a strand shell of a strand 19 dispensed from a mold outlet 17 of the mold 13 in a casting direction 18. An upper surface of the melt 23 in the mold 13 forms a pouring mirror 21 in the mold 13. On the melt 23 in the mold 13, a casting powder is added, which forms a Gießpulverschicht 37 with a facing away from the casting mirror 21 Gießpulveroberfläche 39 above the casting mirror 21 , The casting powder improves the sliding properties of the strand shell on the mold wall 15 and protects the melt 23 in the mold 13 from oxidation.

Die Füllstandshöhe der Schmelze 23 in der Kokille 13 wird durch eine Gießspiegelhöhe 41 quantifiziert, die als ein Abstand des Gießspiegels 21 von einer Referenzposition 43 in der Kokille 13, beispielsweise einer Position im Bereich des Kokillenauslasses 17, definiert ist. Die Lage der Gießpulveroberfläche 39 wird entsprechend durch eine Gießpulverhöhe 45 quantifiziert, die als ein Abstand der Gießpulveroberfläche 39 von der Referenzposition 43 definiert ist.The level height of the melt 23 in the mold 13 is quantified by a pouring mirror height 41, which is defined as a distance of the pouring mirror 21 from a reference position 43 in the mold 13, for example a position in the region of the mold outlet 17. The location of the cast powder surface 39 is correspondingly quantified by a casting powder height 45, which is defined as a distance of the cast powder surface 39 from the reference position 43.

Figur 1 zeigt außerdem ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 47 zur zeitbereichsreflektometrischen Erfassung der Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13. Die Messvorrichtung 47 umfasst eine Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille 13 und eine mit der Impulsführung 49 durch eine vor Wärmestrahlung geschützte hitzebeständige Hochfrequenzleitung 51, beispielsweise ein Koaxialkabel, verbundene Sensorelektronik 53. Die Sensorelektronik 53 erzeugt die elektromagnetischen Impulse und koppelt sie über die Hochfrequenzleitung 51 in die Impulsführung 49 ein. Die elektromagnetischen Impulse sind Mikrowellenimpulse.FIG. 1 also shows a first exemplary embodiment of a measuring device 47 for time-domain reflectometric detection of the casting mirror height 41 in the mold 13. The measuring device 47 comprises a pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses in the mold 13 and a heat-resistant high-frequency line 51 protected by the heat radiation against the pulse guide 49 The sensor electronics 53 generates the electromagnetic pulses and couples them via the high-frequency line 51 into the pulse guide 49. The electromagnetic pulses are microwave pulses.

Die Impulsführung 49 weist eine in die Kokille 13 einführbare Sonde 55 auf, die als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist. Beispielsweise ist die Sonde 55 aus einem Material hoherThe pulse guide 49 has an insertable into the mold 13 probe 55, which is designed as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable. For example, the probe 55 is made of a material of high

Dauertemperaturbeständigkeit gefertigt, z. B. aus Wolfram oder einer Wolframlegierung oder 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.Continuous temperature resistance manufactured, z. B. of tungsten or a tungsten alloy or of a suitable stainless steel such as the stainless steel of the WNr. 1.4841 (X15CrNiSi25-21), which has excellent corrosion resistance and can be used in continuous operation in air up to about 1150 ° C, or a suitable heat conductor alloy such as an alloy of iron, chromium and aluminum with a temperature resistance up to 1425 ° C.

Vorzugsweise ist die Sonde 55 analog zu Figur 2 innerhalb eines sie thermisch abschirmenden (in Figur 1 nicht dargestellten) Schutzrohrs 57 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem feuerfesten Werkstoff, geführt. Dadurch wird die Sonde 55 vor den in der Kokille 13 herrschenden hohen Temperaturen geschützt. In dem Schutzrohr 57 kann die Sonde 55 ferner mit einem Kühlmedium, beispielsweise mit einem Inertisierungsgas, umspült sein, das als zusätzliche thermische Isolierung wirkt.Preferably, the probe 55 is analogous to Figure 2 within a thermally shielding (not shown in Figure 1) protective tube 57 made of an electrically insulating material, such as a refractory material, out. As a result, the probe 55 is protected from the high temperatures prevailing in the mold 13. In the protective tube 57, the probe 55 may further be lapped with a cooling medium, for example with an inertizing gas, which acts as additional thermal insulation.

Die vorzugsweise lösbare Hochfrequenzleitung 51 ermöglicht, dass die Sensorelektronik 53 in einer sie vor den hohen Temperaturen in der Umgebung der Kokille 13 schützenden Entfernung zur Kokille 13 angeordnet werden kann. Eine flexibel ausgeführte Hochfrequenzleitung 51 ermöglicht ferner, die Impulsführung 49 und die Sensorelektronik 53 an Komponenten zu montieren, die zueinander eine Relativbewegung ausführen. In der Regel wird die Kokille 13 mittels eines Oszillators in eine oszillierende Bewegung versetzt, um ein Anhaften der Strangschale an der Kokillenwand 15 zu verhindern. In einem solchen Fall kann durch eine flexible Hochfrequenzleitung 51 beispielsweise eine fest mit der sich bewegenden Kokille 13 verbundene Impulsführung 49 mit einer Sensorelektronik 53 verbunden werden, die an einer sich nicht mit der Kokille 13 mitbewegenden Komponente der Stranggießanlage 1 angeordnet ist. Wenn sich die Impulsführung 49 mit der Kokille 13 mitbewegt, kann die Kokillenbewegung digital, beispielsweise durch ein übergeordnetes Automatisierungssystem oder die Sensorelektronik 53, kompensiert werden.The preferably detachable high-frequency line 51 makes it possible for the sensor electronics 53 to be arranged in a distance from the mold 13 which protects them from the high temperatures in the vicinity of the mold 13. A flexibly designed high-frequency line 51 also makes it possible to mount the pulse guide 49 and the sensor electronics 53 to components which perform a relative movement relative to each other. As a rule, the mold 13 is set into an oscillating motion by means of an oscillator in order to prevent the strand shell from adhering to the mold wall 15. In such a case, by means of a flexible high-frequency line 51, for example, a pulse guide 49 fixedly connected to the moving mold 13 can be connected to a sensor electronics 53 which is arranged on a component of the continuous casting installation 1 not moving with the mold 13. When the pulse guide 49 moves with the mold 13, the Kokillenbewegung digital, for example, by a higher-level automation system or the sensor electronics 53, can be compensated.

Die von der Sensorelektronik 53 erzeugten elektromagnetischen Impulse werden entlang der in die Kokille 13 eingeführten Sonde 55 geführt. Ein sich entlang der Sonde 55 zu dem Kokillenauslass 17 ausbreitender elektromagnetischer Impuls wird an der Gießpulveroberfläche 39 und an dem Gießspiegel 21 jeweils teilweise reflektiert. Die Reflektionsanteile des Impulses werden entlang der Sonde 55 und durch die Hochfrequenzleitung 51 zurück zu der Sensorelektronik 53 geführt und von der Sensorelektronik 53 detektiert. Mit der Sensorelektronik 53 werden die Laufzeiten dieser Reflektionsanteile des elektromagnetischen Impulses zwischen dem Aussenden des elektromagnetischen Impulses und dem Empfang der Reflektionsanteile durch die Sensorelektronik 53 ermittelt und ausgewertet. Aus der Laufzeit des an der Gießpulveroberfläche 39 reflektierten Reflektionsanteils wird die Gießpulverhöhe 45 ermittelt. Aus der Laufzeit des an dem Gießspiegel 21 reflektierten Reflektionsanteils wird die Gießspiegelhöhe 41 ermittelt. Die Differenz der Gießpulverhöhe 45 und der Gießspiegelhöhe 41 liefert ferner die Dicke der Gießpulverschicht 37.The electromagnetic pulses generated by the sensor electronics 53 are guided along the probe 55 introduced into the mold 13. An electromagnetic pulse propagating along the probe 55 to the mold outlet 17 is partially reflected at the mold powder surface 39 and at the mold mirror 21, respectively. The reflection components of the pulse are conducted along the probe 55 and through the high-frequency line 51 back to the sensor electronics 53 and detected by the sensor electronics 53. With the sensor electronics 53, the transit times of these reflection components of the electromagnetic pulse between the emission of the electromagnetic pulse and the reception of the reflection components are determined and evaluated by the sensor electronics 53. The casting powder height 45 is determined from the transit time of the reflection component reflected on the casting powder surface 39. From the transit time of the reflecting portion reflected on the casting mirror 21, the casting-mirror height 41 is determined. The difference between the casting powder height 45 and the casting mirror height 41 further provides the thickness of the casting powder layer 37.

Zum Kalibrieren der Messvorrichtung 47 wird ein Kalibrierelement, das elektromagnetische Impulse wenigstens anteilig reflektiert, an einer Kalibrierposition 46 in der Kokille 13, beispielsweise an oder im Bereich einer Oberkante der Kokille 13, welche durch eine Kokillenhöhe 48 der Kokille 13 definiert ist, angeordnet. Ferner werden entlang der Impulsführung 49 geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille 13 gesendet und mit der Sensorelektronik 53 wird eine Laufzeit an dem Kalibrierelement reflektierter und von der Impulsführung 49 geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse erfasst. Die ermittelte Laufzeit wird als zu der Kalibrierposition 46 korrespondierender Referenzwert für die Ermittlung von Gießspiegelhöhen 41 sowie optional von Gießpulverhöhen 45 aus Laufzeiten an dem Gießspiegel 21 bzw. Gießpulveroberfläche 39 reflektierter Reflektionsanteile elektromagnetischer Impulse verwendet. Das Kalibrierelement ist beispielsweise als ein Blech ausgebildet, das an der Kalibrierposition 46 in die Kokille 13 gehängt wird. Die Kalibrierung der Messvorrichtung 47 braucht nur einmalig bei der Inbetriebnahme der Messvorrichtung 47 durchgeführt werden.For calibrating the measuring device 47, a calibration element which at least partially reflects electromagnetic pulses is arranged at a calibration position 46 in the mold 13, for example at or in the region of an upper edge of the mold 13, which is defined by a mold height 48 of the mold 13. Further, 49 guided electromagnetic pulses are sent along the impulse guide in the mold 13 and the sensor electronics 53, a transit time is reflected at the calibration and reflected by the pulse guide 49 guided reflections of the electromagnetic pulses. The determined transit time is used as a reference value corresponding to the calibration position 46 for the determination of casting level heights 41 and optionally of casting powder heights 45 from running times on the casting mirror 21 or casting powder surface 39 of reflected reflection components of electromagnetic pulses. The calibration element is designed, for example, as a sheet which is hung on the calibration position 46 in the mold 13. The calibration of the measuring device 47 need only be carried out once during the commissioning of the measuring device 47.

Figur 2 zeigt schematisch eine Kokille 13 und ein zweites Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung der Gießspiegelhöhe 41 in einer Kokille 13 in einer Schnittdarstellung.FIG. 2 schematically shows a mold 13 and a second exemplary embodiment of a measuring device 47 for detecting the level of the casting mirror 41 in a mold 13 in a sectional representation.

Die Messvorrichtung 47 ist ähnlich ausgebildet wie das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel und umfasst eine in die Kokille 13 einführbare Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse in der Kokille 13 und eine Sensorelektronik 53 zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung 49, Empfangen von der Impulsführung 49 geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Reflektionsanteile.The measuring device 47 is similar to the embodiment shown in Figure 1 and comprises an insertable into the mold 13 pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses in the mold 13 and a sensor electronics 53 for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses in the pulse guide 49, Receiving from the pulse guide 49 guided reflection portions of the electromagnetic pulses and determining and evaluating the transit times of the reflection components.

Die Impulsführung 49 weist eine in die Kokille 13 einführbare Sonde 55 auf, die wie bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist. Der in die Kokille 13 eingeführte Abschnitt der Sonde 55 ist innerhalb eines die Sonde 55 thermisch abschirmenden Schutzrohrs 57 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem feuerfesten Werkstoff, geführt. Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann die Sonde 55 in dem Schutzrohr 57 mit einem Kühlmedium, beispielsweise mit einemThe pulse guide 49 has a probe 55 which can be introduced into the mold 13 and which, as in the exemplary embodiment shown in FIG. 1, is designed as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable. The introduced into the mold 13 portion of the probe 55 is guided within a thermally shielding the probe 55 protective tube 57 made of an electrically insulating material, such as a refractory material. Also in this embodiment, the probe 55 in the protective tube 57 with a cooling medium, for example with a

Inertisierungsgas, umspült sein, das als zusätzliche thermische Isolierung wirkt.Inertizing gas, to be lapped, which acts as additional thermal insulation.

Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sensorelektronik 53 und die Sonde 55 nicht durch eine Hochfrequenzleitung 51 miteinander verbunden, sondern die Sonde 55 ist direkt mit der Sensorelektronik 53 verbunden. Dabei ist ein aus dem Schutzrohr 57 herausgeführter Abschnitt der Sonde 55 gebogen ausgeführt und mit der Sensorelektronik 53 verbunden, so dass die Sensorelektronik 53 in einer sie vor den hohen Temperaturen in der Umgebung der Kokille 13 schützenden Entfernung zur Kokille 13 angeordnet werden kann.In contrast to the exemplary embodiment illustrated in FIG. 1, the sensor electronics 53 and the probe 55 are not connected to one another by a high-frequency line 51, but the probe 55 is connected directly to the sensor electronics 53. In this case, a guided out of the protective tube 57 portion of the probe 55 is bent and connected to the sensor electronics 53, so that the sensor electronics 53 can be arranged in a protective against the high temperatures in the vicinity of the mold 13 distance to the mold 13.

Die Figuren 3 und 4 zeigen schematisch ein Gießrohr 11 und ein drittes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in einer Kokille 13. Dabei zeigt Figur 3 eine Längsschnittdarstellung und Figur 4 zeigt eine Querschnittdarstellung des Gießrohrs 11 und der Messvorrichtung 47.Figures 3 and 4 show schematically a pouring tube 11 and a third embodiment of a measuring device 47 for detecting a Gießspiegelhöhe 41 in a mold 13. Here, Figure 3 shows a longitudinal sectional view and Figure 4 shows a cross-sectional view of the pouring tube 11 and the measuring device 47th

Die Messvorrichtung 47 umfasst wie das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eine Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse und eine Sensorelektronik 53 zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung 49, Empfangen von der Impulsführung 49 geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Reflektionsanteile.The measuring device 47 comprises, like the embodiment shown in Figure 1, a pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses and a sensor electronics 53 for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses in the pulse guide 49, receiving from the pulse guide 49 guided reflection portions of the electromagnetic pulses and determining and Evaluation of maturities of the reflection shares.

Die Impulsführung 49 weist eine Sonde 55 auf, die wie bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist. Die Sonde 55 ist innerhalb eines die Sonde 55 thermisch abschirmenden Schutzmantels 59 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise einem feuerfesten Werkstoff, geführt. Der Schutzmantel 59 ist fest oder lösbar mit dem Gießrohr 11 verbunden und verläuft an einer Außenseite des Gießrohrs 11 parallel zu einer Längsachse des Gießrohrs 11. Eine lösbare Verbindung hat den Vorteil, dass in der Phase des Aufheizens des Gießrohrs 11 bzw. Verteilers 7 die Impulsführung 4 9 nicht thermisch belastet wird, wenn der Schutzmantel 59 erst an dem bereits aufgeheizten Gießrohr 11 befestigt wird, z. B. mit einer schnell schließbaren Schelle.The pulse guide 49 has a probe 55, which is formed as in the embodiment shown in Figure 1 as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable. The probe 55 is guided within a protective jacket 59 which thermally shields the probe 55 from an electrically insulating material, for example a refractory material. The protective jacket 59 is fixedly or detachably connected to the pouring tube 11 and extends on an outer side of the pouring tube 11 parallel to a longitudinal axis of the pouring tube 11. A detachable connection has the advantage that in the phase of heating the pouring tube 11 or distributor 7, the impulse guide 4 9 is not thermally stressed when the protective jacket 59 is attached to the already heated pouring tube 11, z. B. with a quick-closing clamp.

Das in den Figuren 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass keine zusätzlich Apparatur in die Kokille 13 eingeführt werden muss, sondern das ohnehin in die Kokille 13 hineinragende Gießrohr 11 als Halterung für die Impulsführung 49 verwendet wird. Diese Ausführung ist somit insbesondere für sehr enge Platzverhältnisse bei Stranggießanlagen 1 geeignet. Des Weiteren ist auch die Kalibrierung der Messvorrichtung 47 einfach, da das Gießrohr 11 fest an dem Verteilerauslass 31 (siehe Figur 1) angeordnet ist und somit die Relativbewegung eines Oszillators nicht in Erscheinung tritt. Eine in der Regel nur sehr langsam oszillierende Verteilerhubbewegung wird im Gießprozess beispielsweise in einem übergeordneten Automatisierungssystem oder der Sensorelektronik 53 berücksichtigt und kompensiert.The embodiment shown in FIGS. 3 and 4 has the advantage that no additional apparatus has to be introduced into the mold 13, but the pouring tube 11, which in any case projects into the mold 13, is used as a holder for the impulse guide 49. This embodiment is therefore particularly suitable for very tight space conditions in continuous casting 1. Furthermore, the calibration of the measuring device 47 is also simple, since the pouring tube 11 is fixedly arranged on the distributor outlet 31 (see FIG. 1) and thus the relative movement of an oscillator does not appear. A usually only very slowly oscillating Verteilerhubbewegung is considered and compensated in the casting process, for example, in a higher-level automation system or the sensor electronics 53.

Die Impulsführung 49 ist wie in dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine vor Wärmestrahlung geschützte hitzebeständige Hochfrequenzleitung 51 mit der Sensorelektronik 53 verbunden, um elektromagnetische Impulse zwischen der Sensorelektronik 53 und der Impulsführung 49 zu übertragen, so dass die Sensorelektronik 53 in einer sie vor den hohen Temperaturen in der Umgebung der Kokille 13 schützenden Entfernung zur Kokille 13 angeordnet werden kann.The pulse guide 49 is connected as in the embodiment shown in Figure 1 by a protected from heat radiation heat-resistant high-frequency line 51 to the sensor electronics 53 to transmit electromagnetic pulses between the sensor electronics 53 and the pulse guide 49, so that the sensor electronics 53 in a before the high temperatures in the vicinity of the mold 13 protective distance to the mold 13 can be arranged.

Die Sonde 55 kann in dem Schutzmantel 59 mit einem Kühlmedium, beispielsweise mit einem Inertisierungsgas, umspült sein, das als zusätzliche thermische Isolierung wirkt.The probe 55 may be surrounded in the protective jacket 59 with a cooling medium, for example with an inertizing gas, which acts as additional thermal insulation.

Figur 5 zeigt eine Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines vierten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13 in einer Querschnittdarstellung mit einer zur Gießrichtung 18 orthogonalen Schnittebene. Die Messvorrichtung 47 umfasst wie das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eine Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse und eine in Figur 5 nicht dargestellte Sensorelektronik 53 zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung 49,FIG. 5 shows a mold 13 and an impulse guide 49 of a fourth exemplary embodiment of a measuring device 47 for detecting a pouring-height 41 in the mold 13 in a cross-sectional view with a sectional plane orthogonal to the pouring direction 18. The measuring device 47 includes, like the embodiment shown in Figure 1, a pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses and not shown in Figure 5 sensor electronics 53 for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses in the pulse guide 49,

Empfangen von der Impulsführung 49 geführterReceived guided by the pulse guide 49

Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse undReflections of the electromagnetic pulses and

Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten derDetermining and evaluating the terms of the

Reflektionsanteile. Die Impulsführung 49 weist eine Sonde 55 auf, die wie bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel als ein metallischer Sensorstab oder als ein metallisches Sensorseil ausgebildet ist.Reflection shares. The pulse guide 49 has a probe 55, which is formed as in the embodiment shown in Figure 1 as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable.

Die Impulsführung 49 ist jedoch nicht wie bei den in den Figuren 1 oder 2 gezeigten Ausführungsbeispielen als separate, in die Kokille 13 einführbare Impulsführung 49 ausgebildet oder wie bei dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel in das Gießrohr 11 integriert, sondern ist als eine Sonde 55 ausgebildet, die an einer Innenseite der Kokillenwand 15 der Kokille 13 in einer Nut 63 in der Kokillenwand 15 angeordnet und innerhalb der Nut 63 von einem elektrisch isolierenden Isolierungsmantel 61 umgeben ist. Die Impulsführung 49 füllt die Nut 63 dabei vollständig aus. Bei diesem Ausführungsbeispiel braucht die Impulsführung 49 nicht wie in den Figuren 1 oder 2 gesondert in die Kokille 13 eingeführt werden, da sie in der Kokillenwand 15 angeordnet ist.However, the pulse guide 49 is not formed as in the embodiments shown in Figures 1 or 2 as a separate, insertable into the mold 13 pulse guide 49 or integrated as in the embodiment shown in Figures 3 and 4 in the pouring tube 11, but is as a Probe 55 is formed, which is disposed on an inner side of the mold wall 15 of the mold 13 in a groove 63 in the mold wall 15 and surrounded within the groove 63 by an electrically insulating insulating jacket 61. The pulse guide 49 fills the groove 63 completely. In this embodiment, the impulse guide 49 does not need to be separately inserted into the mold 13 as in FIGS. 1 or 2, since it is arranged in the mold wall 15.

Die Nut 63 und die darin angeordnete Impulsführung 49 verlaufen von einer oberen Kante der Kokillenwand 15 auf den Kokillenauslass 17 zu bis in eine Tiefe, die zur Ermittlung zu erfassender Gießspiegelhöhen 41 ausreicht. Vorzugsweise verläuft die Nut 63 dabei in einer von der Gießrichtung 18 abweichenden Richtung analog zu Figur 7. Durch einen derartigen von der Gießrichtung 18 abweichenden Verlauf der Nut 63 kann vorteilhaft erreicht werden, dass sich eine im Bereich der Nut 63 lokal veränderte Wärmeabfuhr aus der Schmelze 23 durch die Kokillenwand 15 nicht negativ auf ein Schalenwachstum einer Strangschale in der Kokille 13 auswirkt, d. h. keine wesentliche Inhomogenität des Schalenwachstums bewirkt.The groove 63 and the pulse guide 49 arranged therein extend from an upper edge of the mold wall 15 onto the mold outlet 17 to a depth which is sufficient for determining the mold level heights 41 to be detected. In this case, the groove 63 preferably extends in a direction deviating from the casting direction 18, analogous to FIG. 7. By means of such a course of the groove 63 deviating from the casting direction 18, it can advantageously be achieved that a heat removal from the melt locally changed in the region of the groove 63 23 through the mold wall 15 does not adversely affect a shell growth of a strand shell in the mold 13, d. H. does not cause any substantial inhomogeneity of the shell growth.

Der Isolierungsmantel 61 ist vorzugsweise aus einem Material gefertigt, dessen Wärmeleitfähigkeit der Wärmeleitfähigkeit der Kokillenwand 15 ähnelt, beispielsweise aus einem Keramikwerkstoff mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit. Um einen guten Wärmeübergang zwischen dem Isolierungsmantel 61 und der Kokillenwand 15 zu ermöglichen, kann zwischen dem Isolierungsmantel 61 und der Kokillenwand 15 ferner ein Verbindungsmaterial, beispielsweise eine Wärmeleitpaste, angeordnet sein.The insulating jacket 61 is preferably made of a material whose thermal conductivity is similar to the thermal conductivity of the mold wall 15, for example of a ceramic material having a high thermal conductivity. In order to allow a good heat transfer between the insulating jacket 61 and the mold wall 15, between the insulating jacket 61 and the mold wall 15, a connecting material, such as a thermal paste, may be further arranged.

Die Sonde 55 ist mit der Sensorelektronik 53 verbunden, beispielsweise über eine Hochfrequenzleitung 51 wie in Figur 1 oder 3, oder direkt wie in Figur 2, indem die Sonde 55 aus der Kokillenwand 15 herausragt und mit der Sensorelektronik 53 verbunden ist.The probe 55 is connected to the sensor electronics 53, for example via a high-frequency line 51 as in Figure 1 or 3, or directly as in Figure 2, by the probe 55 protrudes from the mold wall 15 and is connected to the sensor electronics 53.

Die Nut 63 des in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiels hat einen rechteckigen, zum von der Kokillenwand 15 umgebenen Hohlraum in der Kokille 13 offenen Querschnitt.The groove 63 of the embodiment shown in Figure 5 has a rectangular, surrounded by the mold wall 15 cavity in the mold 13 open cross-section.

Figur 6 zeigt einen Ausschnitt einer Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines fünften Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13 in einer zu Figur 5 analogen Querschnittdarstellung. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass die Nut 63 in der Kokillenwand 15 keinen rechteckigen, sondern einen trapezförmigen Querschnitt aufweist, wobei der Nutgrund der Nut 63 eine größere Ausdehnung als die Nutöffnung der Nut 63 hat. Dies ermöglicht vorteilhaft eine formschlüssige Verbindung des Isolierungsmantels 61 mit der Kokillenwand 15.FIG. 6 shows a section of a mold 13 and an impulse guide 49 of a fifth exemplary embodiment of a measuring device 47 for detecting a pouring-height 41 in the mold 13 in a cross-sectional view analogous to FIG. This embodiment differs from the embodiment shown in Figure 5 only in that the groove 63 in the mold wall 15 has no rectangular but a trapezoidal cross section, wherein the groove bottom of the groove 63 has a greater extent than the groove opening of the groove 63. This advantageously allows a positive connection of the insulation jacket 61 with the mold wall 15.

Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13. Dabei zeigt Figur 7 eine zu Figur 5 analoge Querschnittdarstellung mit einer zur Gießrichtung 18 orthogonalen Schnittebene und Figur 8 zeigt einen Ausschnitt einer Innenseite einer Kokillenwand 15 der Kokille 13 und einer daran angeordneten Impulsführung 49 der Messvorrichtung 47.Figures 7 and 8 show a mold 13 and a pulse guide 49 of a sixth embodiment of a measuring device 47 for detecting a Gießspiegelhöhe 41 in the mold 13. Figure 7 shows a similar to Figure 5 cross-sectional view with a direction of casting 18 orthogonal sectional plane and Figure 8 shows a section of an inner side of a mold wall 15 of the mold 13 and a pulse guide 49 of the measuring device 47 arranged thereon.

Die Messvorrichtung 47 ist ähnlich wie die Messvorrichtung 47 des in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiels ausgebildet, weist im Unterschied dazu jedoch eine Impulsführung 49 mit mehreren Sonden 55 auf, die jeweils an einer Innenseite der Kokillenwand 15 in einer Nut 63 in der Kokillenwand 15 angeordnet, innerhalb der Nut 63 von einem elektrisch isolierenden Isolierungsmantel 61 umgeben sind und mit einer in den Figuren 7 und 8 nicht dargestellten Sensorelektronik 53 der Messvorrichtung 47 verbunden sind. Entlang jeder Sonde 55 der Messvorrichtung 47 werden an ihr geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille 13 gesendet, mit denen zeitbereichsreflektometrisch jeweils eine Gießspiegelhöhe 41 sowie optional eine Gießpulverhöhe 45 ermittelt werden.The measuring device 47 is similar to the measuring device 47 of the embodiment shown in Figure 5, but in contrast has a pulse guide 49 with a plurality of probes 55, each disposed on an inner side of the mold wall 15 in a groove 63 in the mold wall 15, within the groove 63 are surrounded by an electrically insulating insulating jacket 61 and are connected to a not shown in Figures 7 and 8 sensor electronics 53 of the measuring device 47. Along each probe 55 of the measuring device 47 guided electromagnetic impulses are sent to her in the mold 13, with which time-domain reflectometrically each a Gießspiegelhöhe 41 and optionally a Gießpulverhöhe 45 are determined.

Die Verwendung mehrerer Sonden 55 ermöglicht, neben einer Gießspiegelhöhe 41 ein Gießspiegelprofil zu vermessen. Ferner ermöglicht sie, aus mit den verschiedenen Sonden 55 gleichzeitig erfassten Gießspiegelhöhen 41 einen Mittelwert dieser Gießspiegelhöhen 41 zu bilden, der lokale Schwankungen der Gießspiegelhöhen 41 ausgleicht und zur Gießspiegelregelung verwendet wird. Zudem könnte durch die Erfassung einer räumlichen Verteilung der Gießspiegelhöhen 41 auch auf unsymmetrische Strömungen in der Schmelze 23 geschlossen werden und dadurch z. B. ein unsymmetrischer Ausfluss von Schmelze 23 aus dem Gießrohr 11 erkannt werden. Des Weiteren können entsprechend auch lokale Schwankungen der Dicke der Gießpulverschicht 37 detektiert werden und einer automatischen Gießpulveraufgabe oder einem Gießpulvermonitoring zur manuellen Gießpulveraufgabe zugeführt werden, um diesen Schwankungen entgegenzuwirken.The use of a plurality of probes 55 makes it possible to measure a casting level profile in addition to a casting level 41. Further, it allows to form from the different probes 55 simultaneously detected Gießspiegelhöhen 41 an average of these Gießspiegelhöhen 41, which compensates for local variations in the Gießspiegelhöhen 41 and is used for Gießspiegelregelung. In addition, could be closed by the detection of a spatial distribution of the Gießspiegelhöhen 41 to unbalanced currents in the melt 23 and thereby z. B. an asymmetrical outflow of melt 23 can be detected from the pouring tube 11. Furthermore, according to local variations in the thickness of the Gießpulverschicht 37 can be detected and an automatic Gießpulveraufgabe or a Gießpulvermonitoring for manual Gießpulveraufgabe be supplied to counteract these fluctuations.

Die Nuten 63 verlaufen von einer oberen Kante der Kokillenwand 15 auf den Kokillenauslass 17 zu bis in eine Tiefe, die zur Ermittlung zu erfassender Gießspiegelhöhen 41 ausreicht. Dabei verlaufen die Nuten 63 jeweils wie in Figur 8 gezeigt in einer von der Gießrichtung 18 abweichenden Richtung, um einem inhomogenen Schalenwachstum der Strangschale in der Kokille 13 entgegenzuwirken, vgl. dazu die obigen Ausführungen in der Beschreibung der Figur 5.The grooves 63 extend from an upper edge of the mold wall 15 to the Kokillenauslass 17 to a depth sufficient to determine to be detected Gießspiegelhöhen 41. In this case, the grooves 63 each extend as shown in FIG. 8 in a direction deviating from the casting direction 18 in order to counteract an inhomogeneous growth of the shell shell in the mold 13, cf. to the above statements in the description of Figure 5.

Figur 9 zeigt eine Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines siebten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13 in einer Querschnittdarstellung mit einer zur Gießrichtung 18 orthogonalen Schnittebene. Die Messvorrichtung 47 umfasst die Impulsführung 49 zur Führung elektromagnetischer Impulse und eine in Figur 5 nicht dargestellte Sensorelektronik 53 zum Erzeugen der elektromagnetischen Impulse, Einkoppeln der elektromagnetischen Impulse in die Impulsführung 49,9 shows a mold 13 and a pulse guide 49 of a seventh embodiment of a measuring device 47 for detecting a Gießspiegelhöhe 41 in the mold 13 in a cross-sectional view with a direction orthogonal to the casting direction 18 cutting plane. The measuring device 47 comprises the pulse guide 49 for guiding electromagnetic pulses and a sensor electronics 53, not shown in FIG. 5, for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses into the pulse guide 49,

Empfangen von der Impulsführung 49 geführter Reflektionsanteile der elektromagnetischen Impulse und Ermitteln und Auswerten von Laufzeiten der Reflektionsanteile.Receiving from the pulse guide 49 guided reflection portions of the electromagnetic pulses and determining and evaluating the transit times of the reflection components.

Die Impulsführung 49 dieses Ausführungsbeispiels weist im Unterschied zu den in den Figuren 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispielen keine als Sensorstab oder Sensorseil ausgebildete Sonde 55 auf, sondern stattdessen eine mit einer elektrisch isolierenden Isolierfüllung 65 gefüllte Nut 63 in einer Innenseite einer metallischen Kokillenwand 15 derIn contrast to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 8, the pulse guide 49 of this exemplary embodiment has no probe 55 designed as a sensor rod or sensor cable, but instead a groove 63 filled with an electrically insulating insulating filling 65 in an inner side of a metallic mold wall 15

Kokille 13. Die elektromagnetischen Impulse werden in diesem Ausführungsbeispiel direkt in die Nut 63 eingekoppelt und entlang der Nut 63 geführt. Die Nut 63 mit der Isolierfüllung 65 wirkt als zu dem von der Kokillenwand 15 umgebenen Hohlraum offener Hohlleiter zur Führung der elektromagnetischen Impulse. Die Nut 63 ist mit der Sensorelektronik 53 beispielsweise über eine Hochfrequenzleitung 51 zur Übertragung elektromagnetischer Impulse verbunden.Mold 13. The electromagnetic pulses are coupled directly into the groove 63 in this embodiment and guided along the groove 63. The groove 63 with the insulating filling 65 acts as to the surrounding of the mold wall 15 cavity open waveguide for guiding the electromagnetic pulses. The groove 63 is connected to the sensor electronics 53, for example via a high-frequency line 51 for transmitting electromagnetic pulses.

Die Nut 63 verläuft von einer oberen Kante der Kokillenwand 15 auf den Kokillenauslass 17 zu bis in eine Tiefe, die zur Ermittlung zu erfassender Gießspiegelhöhen 41 ausreicht. Vorzugsweise verläuft die Nut 63 dabei in einer von der Gießrichtung 18 abweichenden Richtung analog zu Figur 7, um einem inhomogenen Schalenwachstum der Strangschale in der Kokille 13 entgegenzuwirken, vgl. dazu die obigen Ausführungen in der Beschreibung der Figur 5.The groove 63 extends from an upper edge of the mold wall 15 to the Kokillenauslass 17 to a depth sufficient to determine to be detected Gießspiegelhöhen 41. In this case, the groove 63 preferably extends in a direction deviating from the casting direction 18, analogously to FIG. 7, in order to counteract an inhomogeneous growth of the shell shell in the mold 13, cf. to the above statements in the description of Figure 5.

Die Isolierfüllung 65 ist vorzugsweise aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gefertigt.The insulating filling 65 is preferably made of a material having a high thermal conductivity.

Analog zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die entlang der Nut 63 in die Kokille 13 geführten elektromagnetischen Impulse an der Gießpulveroberfläche 39 und an dem Gießspiegel 21 jeweils teilweise reflektiert. Die Reflektionsanteile der Impulse werden entlang der Nut 63 zurückgeführt und der Sensorelektronik 53 zugeführt. Mit der Sensorelektronik 53 werden analog zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen Laufzeiten dieser Reflektionsanteile erfasst und daraus Gießspiegelhöhen 41 und optional Gießpulverhöhen 45 ermittelt.Analogous to the exemplary embodiments described above, the electromagnetic pulses guided along the groove 63 into the mold 13 are respectively partially reflected at the casting powder surface 39 and at the casting mirror 21. The reflection components of the pulses are fed back along the groove 63 and fed to the sensor electronics 53. With the sensor electronics 53, transit times of these reflection components are detected analogously to the exemplary embodiments described above, and from this it is possible to ascertain casting mirror heights 41 and, optionally, casting powder heights 45.

Figur 10 zeigt eine Kokille 13 und eine Impulsführung 49 eines achten Ausführungsbeispiels einer Messvorrichtung 47 zur Erfassung einer Gießspiegelhöhe 41 in der Kokille 13 in einer Querschnittdarstellung mit einer zur Gießrichtung 18 orthogonalen Schnittebene.FIG. 10 shows a mold 13 and an impulse guide 49 of an eighth exemplary embodiment of a measuring device 47 for detecting a pouring-height 41 in the mold 13 in a cross-sectional view with a sectional plane orthogonal to the pouring direction 18.

Die Messvorrichtung 47 ist ähnlich wie die Messvorrichtung 47 des in Figur 9 dargestellten Ausführungsbeispiels ausgebildet, weist im Unterschied dazu jedoch eine Impulsführung 49 mit mehreren, jeweils mit einer elektrisch isolierenden Isolierfüllung 65 gefüllten Nuten 63 in einer Innenseite einer metallischen Kokillenwand 15 der Kokille 13 auf. Jede dieser Nuten 63 ist mit einer in Figur 10 nicht dargestellten Sensorelektronik 53 der Messvorrichtung 47 verbunden. Entlang jeder dieser Nuten 63 werden an ihr geführte elektromagnetische Impulse in die Kokille 13 gesendet, mit denen zeitbereichsreflektometrisch jeweils eine Gießspiegelhöhe 41 sowie optional eine Gießpulverhöhe 45 ermittelt werden.The measuring device 47 is similar to the measuring device 47 of the embodiment shown in Figure 9, but in contrast has a pulse guide 49 with a plurality of each filled with an electrically insulating insulating filling 65 grooves 63 in an inner side of a metallic mold wall 15 of the mold 13. Each of these grooves 63 is connected to a sensor electronics 53, not shown in FIG. 10, of the measuring device 47. Along each of these grooves 63 guided electromagnetic pulses are sent to her in the mold 13, with which time-domain reflectometrically each Gießspiegelhöhe 41 and optionally a Gießpulverhöhe 45 are determined.

Die Nuten 63 verlaufen von einer oberen Kante der Kokillenwand 15 auf den Kokillenauslass 17 zu bis in eine Tiefe, die zur Ermittlung zu erfassender Gießspiegelhöhen 41 ausreicht. Dabei verlaufen die Nuten 63 jeweils analog zu Figur 8 in einer von der Gießrichtung 18 abweichenden Richtung, um einem inhomogenen Schalenwachstum der Strangschale in der Kokille 13 entgegenzuwirken, vgl. dazu die obigen Ausführungen in der Beschreibung der Figur 5.The grooves 63 extend from an upper edge of the mold wall 15 to the Kokillenauslass 17 to a depth sufficient to determine to be detected Gießspiegelhöhen 41. The grooves 63 each extend analogously to FIG. 8 in a direction deviating from the casting direction 18 in order to counteract inhomogeneous growth of the shell shell in the mold 13, cf. to the above statements in the description of Figure 5.

Die Verwendung mehrerer Nuten 63 hat dieselben Vorteile wie die Verwendung mehrerer Sonden 55 des in den Figuren 7 und 8 beschriebenen Ausführungsbeispiels.The use of multiple grooves 63 has the same advantages as the use of multiple probes 55 of the embodiment described in FIGS. 7 and 8.

Die Nuten 63 der in den Figuren 7, 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispiele haben jeweils einen rechteckigen Querschnitt. Abwandlungen dieser Ausführungsbeispiele können Nuten 63 eines anderen Querschnitts aufweisen, beispielsweise Nuten 63, die jeweils einen trapezförmigen Querschnitt wie die in Figur 6 dargestellte Nut 63 aufweisen.The grooves 63 of the embodiments shown in Figures 7, 9 and 10 each have a rectangular cross-section. Modifications of these embodiments may have grooves 63 of a different cross section, for example grooves 63, each having a trapezoidal cross section as the groove 63 shown in Figure 6.

Die Figuren 1 und 2 zeigen beispielhaft gerade ausgebildete Kokillen 13 und die Figuren 5, 7, 9 und 10 zeigen beispielhaft Kokillen 13 mit rechteckigen Kokillenöffnungen.FIGS. 1 and 2 show, by way of example, straight molds 13 and FIGS. 5, 7, 9 and 10 show, by way of example, molds 13 with rectangular mold openings.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf derartig ausgebildete Kokillen 13 eingeschränkt, sondern auch für alle anderen Kokillenformen, beispielsweise für gebogen ausgebildete Kokillen 13 oder/und Kokillen 13 mit anders gestalteten Kokillenöffnungen, einsetzbar.However, the invention is not limited to such molds 13 formed, but also for all other Kokillenformen, for example, for curved molds 13 and / or molds 13 with differently shaped mold openings used.

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.While the invention has been further illustrated and described in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Bezugszeichenliste I Stranggießanlage 3 Gießpfanne 5 Schattenrohr 7 Verteiler 9 Stopfen II Gießrohr 13 Kokille 15 Kokillenwand 17 Kokillenauslass 18 Gießrichtung 19 Strang 21 Gießspiegel 23 Schmelze 25 Schlackeschicht 27 Verteilerboden 29 Verteileröffnung 31 Verteilerauslass 33 Stopfenende 35 Antriebsvorrichtung 37 Gießpulverschicht 39 Gießpulveroberfläche 41 Gießspiegelhöhe 43 Referenzposition 45 Gießpulverhöhe 46 Kalibrierposition 47 Messvorrichtung 48 Kokillenhöhe 49 Impulsführung 51 Hochfrequenzleitung 53 Sensorelektronik 55 Sonde 57 Schutzrohr 59 Schutzmantel 61 Isolierungsmantel 63 Nut 65 IsolierfüllungI Continuous casting plant 3 Casting ladle 5 Shadow tube 7 Distributor 9 Plug II Pouring tube 13 Mold 15 Mold wall 17 Mold outlet 18 Casting 19 Strand 21 Casting mirror 23 Melt 25 Slag layer 27 Distributor floor 29 Distributor opening 31 Distributor outlet 33 Stopper end 35 Drive device 37 Casting powder layer 39 Casting powder surface 41 Casting mirror height 43 Reference position 45 Casting powder height 46 Calibration position 47 Measuring device 48 Mold height 49 Pulse guide 51 High-frequency line 53 Sensor electronics 55 Probe 57 Protective tube 59 Protective jacket 61 Insulation jacket 63 Groove 65 Insulation filling

Claims

claims

1. Measuring device (47) for detecting a pouring height (41) of a casting mirror (21) in a mold (13) of a continuous casting plant (1), the measuring device (47) comprising - a pulse guide (49) for guiding electromagnetic pulses in the mold ( 13) - and one connected to the pulse guide (49) sensor electronics (53) for generating the electromagnetic pulses, coupling the electromagnetic pulses in the pulse guide (49), receiving from the pulse guide (49) guided reflection components of the electromagnetic pulses and determining and evaluating Terms of the reflection shares.

2. Measuring device (47) according to claim 1, characterized in that the pulse guide (49) comprises at least one in the mold (13) insertable probe (55).

3. Measuring device (47) according to claim 2, characterized in that each insertable into the mold (13) probe (55) within a thermally shielding protective tube (57), which is made of an electrically insulating material, is guided.

4. measuring device (47) according to any one of the preceding claims, characterized in that the pulse guide (49) comprises at least one probe (55) in a in the mold (13) projecting into the pouring tube (11) for filling the mold (13) is integrated.

5. Measuring device (47) according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse guide (49) comprises at least one of an electrically insulating insulating jacket (61) surrounded probe (55) on an inner side of a mold wall (15) of the mold ( 13) is arranged.

6. Measuring device (47) according to claim 5, characterized in that at least one arranged on an inner side of a mold wall (15) probe (55) in a groove (63) in the mold wall (15) is arranged.

7. Measuring device (47) according to claim 5 or 6, characterized in that at least one arranged on an inner side of a mold wall (15) probe (55) extends in a direction which deviates from a casting direction (18) of the mold (13).

8. Measuring device (47) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one probe (55) is designed as a metallic sensor rod or as a metallic sensor cable.

9. Measuring device (47) according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse guide (49) at least one filled with an electrically insulating insulating filling (65) groove (63) in an inner side of a mold wall (15).

10. Measuring device (47) according to claim 9, characterized in that at least one with an electrically insulating insulating filling (65) filled groove (63) in an inner side of a mold wall (15) extends in a direction of a casting direction (18) of the Mold (13) deviates.

11. Measuring device (47) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor electronics (53) is connected to the pulse guide (49) by at least one high-frequency line (51) for transmitting electromagnetic pulses.

12. A method for detecting a Gießspiegelhöhe (41) of a casting mirror (21) in a mold (13) of a continuous casting (1) with a measuring device (47) according to any one of the preceding claims, wherein - the Gießspiegelhöhe (41) is determined by time domain reflectometry, - in that electromagnetic impulses guided along the impulse guide (49) are sent into the mold (13) and transit times are recorded and evaluated on the pouring mirror (21) and reflected portions of the electromagnetic impulses guided by the impulse guide (49).

13. The method according to claim 12, characterized in that are used as electromagnetic pulses microwave pulses.

14. The method according to any one of claims 12 or 13, characterized in that a Gießpulverhöhe (45) facing away from the casting mirror (21) Gießpulveroberfläche (39) of a Gießpulverschicht (37), which is located above the Gießspiegel (21), determined time domain reflectometry is sent by the along the pulse guide (49) guided electromagnetic pulses in the mold (13) and run times on the Gießpulveroberfläche (39) reflected and guided by the pulse guide (49) reflected portions of the electromagnetic pulses are detected and evaluated.

15. The method according to any one of claims 12 to 14, characterized in that for calibrating the measuring device (47) an electromagnetic pulse at least proportionally reflective calibration element at a defined calibration position (46) in the mold (13) is arranged along the pulse guide (49 ) guided electromagnetic pulses are sent to the mold (13) and detects a transit time on the calibration element and guided by the pulse guide (49) guided portions of the electromagnetic pulses and as to the calibration position (46) corresponding reference value for the determination of Gießspiegelhöhen (41) from terms on the casting mirror (21) reflected reflection components of electromagnetic pulses is used.