BR112019003906B1 - Processo e dispositivo para o ajuste de uma conicidade do lado estreito de uma coquilha de lingotamento contínuo - Google Patents

Processo e dispositivo para o ajuste de uma conicidade do lado estreito de uma coquilha de lingotamento contínuo Download PDF

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Abstract

A presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo para o ajuste da conicidade do lado estreito de uma coquilha de fundição contínua baseados na medição das forças aplicadas sobre os lados estreitos com auxílio de atuadores. A fim de obter uma conicidade do lado estreito mais otimizada possível, na qual através do emprego das placas de lado estreito no lingote de metal fundido, cuja contração condicionada à temperatura é compensada o mais exato possível e assim é feito um contato de superfície maior possível com o lingote de metal, a invenção sugere um circuito de regulagem, cujo desvio de regulagem é baseado na medição das forças que ocorrem nos atuado-res durante a fundição contínua. Por meio de parametrização apropriada das variáveis de regulagem, da especificação de regulagem e filtros do circuito de regulagem pode ser realizado um comportamento de regulagem muito rápido e confiável. Para um dispositivo de acordo com a invenção como atuadores são sugeridos cilindros hidráulicos de dupla atuação.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um processo para o ajuste da conicidade do lado estreito de uma coquilha de lingotamento contínuo, baseado na medição das forças aplicadas sobre os lados estreitos.
[002] Além disso, a invenção se refere a uma coquilha de lingo- tamento contínuo, cujas placas de lado estreito são posicionadas com auxílio de atuadores colocados em distância diferente em relação ao lado de entrada correspondente ao processo de acordo com a invenção.
[003] Coquilhas de lingotamento contínuo são empregadas du rante a fundição de lingotes de metal, em particular, durante a fundição de lingotes de aço. Neste caso, uma coquilha de lingotamento contínuo, na qual o processo de acordo com a invenção é empregado, é constituída de quatro placas de metal individuais, as denominadas placas de coquilha, dispostas deslocáveis, uma em relação à outra, as quais são produzidas, de preferência, de uma liga de cobre e possuem, em essência, forma de paralelepípedo.
[004] Com referência à direção de fundição da coquilha de lingo- tamento contínuo, todas as quatro placas de coquilha possuem apro-ximadamente a mesma extensão, que a seguir será designada como altura da coquilha H. Além disso, duas das placas de coquilha apresentam respectivamente a mesma dimensão na direção da largura. As placas de coquilha do par com a dimensão maior na direção da largura também são designadas como placas de lado largo, aquelas com a dimensão menor na direção da largura são designadas como placas de lado estreito.
[005] Com referência à direção de fundição, as quatro placas de coquilha de uma coquilha de lingotamento contínuo estão dispostas na mesma altura, sendo que, as duas placas de lado largo e as duas placas de lado estreito ficam respectivamente opostas uma à outra. Desse modo surge um molde de fundição aberto nos dois lados, cujas aberturas são designadas como extremidade no lado de vazamento ou extremidade no lado de saída, e as quais - referentes a um plano de corte situado normal em relação à direção de fundição - apresentam uma seção transversal retangular.
[006] A disposição das placas de coquilha uma em relação à ou tra ocorre, de tal modo que cada uma das placas de lado largo durante o processo de fundição com sua superfície interna contata as duas placas de lado estreito, e o inverso, cada placa de lado estreito com duas superfícies externas que ficam opostas uma à outra contata as duas placas de lado largo. Neste caso, a distância entre as extremidades de saída das placas de lado estreito é designada como largura de fundição, uma vez que essa distância define a dimensão da placa de metal fundido na saída para fora da coquilha.
[007] Por um lado, essa disposição possibilita que, durante o pro cesso de fundição, as placas de lado estreito também possam ser deslocadas paralelamente às superfícies internas das placas de lado largo. Por outro lado, devido à colocação mecânica das placas de lado largo nas placas de lado estreito, uma força de aperto é exercida sobre as placas de lado estreito.
[008] O espaço envolvido pelas placas de coquilha - referente à direção de fundição - a seguir será designado como espaço interno da coquilha, em consequência disso, as superfícies das placas de coqui- lha voltadas para o espaço interno são designadas como suas superfícies internas, de modo análogo a isso, as superfícies opostas às superfícies internas das respectivas placas de coquilha em forma de pa- ralelepípedo também são designadas como superfícies externas das placas de coquilha.
[009] Em geral, nas superfícies externas das placas de coquilha estão fixadas as denominadas placas de backup, que por um lado, providenciam uma estabilidade mecânica suficiente das placas de co- quilha e, por outro lado, contêm um dispositivo de resfriamento, ao qual o calor da fusão de metal a ser liberado durante o lingotamento contínuo é desviado pelas placas de coquilha. Preparações desse tipo como, por exemplo, fresagens nas superfícies externas das placas de coquilha, que juntamente com as placas de backup formam canais de resfriamento atravessados por água, são bastante conhecidos do estado da técnica.
[010] A disposição deslocável das placas de coquilha uma em relação à outra ocorre através de atuadores correspondentes, os quais tornam possível posicionar espacialmente placas de coquilha individuais e, desse modo, variar a superfície da seção transversal da coquilha significativamente para a dimensão dos lingotes de metal produzidos. Atuadores desse tipo podem ser, por exemplo, fusos ou atuadores hidráulicos acionados por motor, os quais, do mesmo modo, são conhecidos do estado da técnica.
[011] Durante o processo de fundição uma fusão de metal é intro duzida na extremidade no lado de vazamento no espaço interno da co- quilha, sendo que, a fusão de metal começa a endurecer devido à emissão de calor para as placas de coquilha na área de contato das placas de coquilha, e nessa área se forma um denominado casquilho do lingote, cuja espessura se amplia continuamente durante a passagem da correspondente seção extrudada pela coquilha. A placa de metal solidificada parcialmente desse tipo é extraída da coquilha por meio de dispositivos de extração correspondentes como, por exemplo, roletes de transmissão acionados no processo de rolamento seguinte da coquilha, na extremi- dade no lado de saída da coquilha, sendo que, esse processo é apoiado por movimentos de oscilação mecânica da coquilha propriamente dita.
[012] A superfície da fusão de metal líquido no interior da coqui- lha de lingotamento contínuo também é designada como nível de fundição, em consequência disso, a denominada altura do nível de fundição h é definida como distância do nível de fundição da extremidade no lado de saída da coquilha.
[013] Além disso, na coquilha em sua extremidade no lado de entrada é aplicado pó de fundição sobre a fusão de metal, o qual é fundido na superfície da fusão de metal ainda líquido devido ao calor fornecido, e a seguir forma um filme deslizante entre o casquilho do lingote que se forma e as superfícies internas das placas de coquilha, o qual reduz o atrito mecânico entre o casquilho do lingote e os lados internos das placas de coquilha.
[014] Apesar da formação de um casquilho do lingote, a parte preponderante da seção da placa de metal que se encontra no interior da coquilha permanece na fase líquida. Por isso sobre o casquilho do lingote atua uma pressão ferrostática correspondente, que tem que ser compensada por uma contrapressão correspondente das placas de coquilha, uma vez que o casquilho do lingote propriamente dito não pode formar uma contrapressão suficiente.
[015] Por esse motivo, durante o processo de fundição, em parti cular, sobre as placas de lado estreito, por meio de seus atuadores é aplicada uma força de compressão correspondente, uma vez que o efeito de aperto, que as placas de lado largo exercem sobre as placas de lado estreito, em geral não é suficiente.
[016] Um atuador disposto em uma placa de lado estreito possui um ponto de aplicação no qual ocorre uma transmissão de força para a placa de lado estreito, e sendo que, através de um deslocamento espacial do ponto de aplicação através do atuador, nesse ponto a pla- ca de lado estreito é movimentada. Esse ponto de aplicação pode ser executado articulado se, por exemplo, durante o deslocamento a inclinação da placa de lado estreito se alterar através do atuador. Nesse sentido, ao ponto de aplicação está coordenada uma posição deslocá- vel no espaço, que a seguir será designada como posição do atuador. Além disso, um atuador compreende um sensor, com o qual é detectado o valor atual da posição do atuador, o qual também é designado como posição real do atuador, e que é transmitido para uma unidade de regulagem.
[017] No caso de um ajuste de posição do atuador, a ele pela unidade de regulagem é predeterminado um valor de posição definido, o qual a seguir também é designado como posição teórica do atuador. Neste caso, a posição real do atuador é comparada com essa posição teórica, e o atuador é controlado pela unidade de regulagem, de tal modo que a posição real e a posição teórica estão em concordância. Esse controle ocorre através da admissão do atuador com uma força mecânica correspondente, que é transmitida através do ponto de aplicação do atuador para a placa de lado estreito, e pela qual, como consequência, a posição da placa de lado estreito é alterada nesse ponto. A admissão do atuador com uma força mecânica, do mesmo modo, é providenciada pela unidade de regulagem, e pode ocorrer, por exemplo, através da alteração da pressão hidráulica, quando o atuador é executado em forma de um cilindro hidráulico.
[018] Durante o processo de fundição, a todos os atuadores da coquilha de lingotamento contínuo são predeterminadas posições teóricas individuais, e desse modo as forças que atuam para dentro dos atuadores individuais são reguladas, de tal modo que a atuação em conjunto de todos os atuadores durante o processo de fundição - com exceção durante o processo de um ajuste de posição das placas de lado estreito - as forças direcionadas para fora da fusão de metal são compensadas exatamente, uma vez que, caso contrário, as placas de lado estreito iriam se movimentar. Por conseguinte, reina um equilíbrio de forças entre as forças direcionadas para fora, causadas pela pressão ferrostática da fusão de metal e as forças dos atuadores direcionadas para dentro.
[019] As ligas de metal durante sua solidificação e resfriamento seguinte sofrem uma redução de seu volume espacial, a placa de metal fundida é contraída durante a passagem através da coquilha de modo correspondente. Além disso, é conhecido que, para a obtenção de um resultado qualitativamente mais alto possível, durante a passagem através da coquilha, a placa de metal fundida deve apresentar um contato mecânico de superfície maior possível com as superfícies internas das placas de coquilha. No entanto, se em virtude da contração térmica, o casquilho do lingote for retirado da superfície interna da co- quilha, então ele reduz no referido ponto a dissipação de calor da placa de metal em medida considerável, o que tem como consequência uma qualidade inconsistente da superfície da extrusão, e no caso extremo pode levar até à ruptura do casquilho da placa.
[020] Uma medida, a fim de obter um encosto de superfície maior possível e uniforme da placa de metal que passa através da coquilha consiste em especificar uma inclinação insignificante entre as placas de coquilha respectivamente opostas uma à outra, de tal modo que a seção transversal da coquilha se reduz da extremidade no lado de vazamento para a extremidade no lado de saída correspondente à contração da placa de metal.
[021] A inclinação das placas de lado largo que ficam opostas, em geral é obtida através de uma forma trapezoidal da placa de lado estreito: uma vez que as placas de lado estreito contatam as duas placas de lado largo ao longo de sua extensão na vertical, entre as extremidades no lado de vazamento respectivamente superiores das du- as placas de lado largo existe uma outra distância diferente entre as extremidades no lado de saída inferiores das placas de lado largo. O cociente da diferença entre as distâncias superiores f e as distâncias inferiores d entre as placas de lado largo e a altura da coquilha H correspondente a
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também é designada como conicidade de lado largo.
[022] De forma similar, a conicidade das placas de lado estreito - a seguir também designadas como conicidade de lado estreito Ks - normalmente é definida como diferença da distância e das extremidades no lado de vazamento das placas de lado estreito, uma em relação à outra, e da distância b das extremidades no lado de saída das placas de lado estreito, uma em relação à outra, a qual é idêntica à largura de fundição b, de acordo com
Figure img0002
No entanto também são possíveis outras definições da conicidade de lado estreito, sendo que, é essencial que, neste caso, essa pelo menos uma das placas de lado estreito dependa da inclinação em relação à direção de fundição. Assim é concebível relacionar uma definição para a conicidade do lado estreito somente a uma placa de lado estreito individual, por exemplo,
Figure img0003
com
Figure img0004
sendo que, o índice 1 designa a primeira ou a segunda placas de lado estreito, e e1 designa a distância normal no lado de vazamento e b1 a distância normal no lado de saída da placa de lado estreito 1 para a linha central geométrica da coquilha de lingotamento contínuo. No caso de uma definição desse tipo referente à conicidade do lado estreito, à coquilha de lingotamento contínuo consequentemente são coordenados dois valores para a conicidade do lado estreito.
[023] Uma vez que a conicidade do lado largo só é predetermi nada através da forma geométrica das placas de lado estreito, durante a operação de fundição não pode ser exercida qualquer influência sobre isso. Por esse motivo, a fim de melhorar o contato do lado interno da coquilha com o casquilho do lingote durante o processo de fundição, do estado da técnica são conhecidas soluções, que exercem influência sobre a forma das placas de lado estreito de uma coquilha.
[024] A formação do casquilho do lingote durante a passagem da placa de metal através da coquilha de lingotamento contínuo depende de diferentes fatores como, por exemplo, da velocidade de fundição, da composição da fusão de metal propriamente dita, das propriedades do pó de fundição ou da potência de resfriamento do dispositivo de resfriamento da coquilha, os quais influenciam, do mesmo modo, a transmissão de calor do placa de metal fundida para a coquilha e com isso, o contato mecânico da placa de metal com a coquilha.
[025] Do documento de patente japonês JP 2010 253548 A é co nhecida uma construção para coquilhas de lingotamento contínuo, que sugere dobrar mecanicamente as placas de lado estreito durante a fundição em função da velocidade de fundição, do teor de carbono da fusão de metal ou da corrente de calor que passa da placa de metal para a coquilha, sendo que, a corrente de calor é calculada a partir de valores de temperatura da água de resfriamento do dispositivo de resfriamento da coquilha. O objetivo dessa invenção é, através da dobra das placas de lado estreito, manter o mais constante possível tanto o curso da solidificação do casquilho do lingote como também as forças de atrito, que surgem nas superfícies internas das placas de coquilha, também no caso de condições de fundição variáveis, e assim evitar a formação de trincas longitudinais na placa de metal fundida. Neste ca-so, para a aplicação das formas de flexão necessárias é empregado um mecanismo de dobra complexo correspondente à fig. 15 e à fig. 18.
[026] O documento de patente japonês JP H03 210953 A sugere uma coquilha de lingotamento contínuo, cujas placas de lado estreito apresentam respectivamente uma ranhura 15 que passa na direção horizontal perpendicular à direção de fundição, em consequência do que nesse ponto, mediante atuação de força, se forma uma dobra correspondente à fig. 1. Neste caso, o ajuste dessa atuação de força ocorre em função de valores de temperatura medidos por meio de um elemento térmico na proximidade da extremidade no lado de saída das placas de lado estreito. As ranhuras das placas de lado estreito, neste caso, representam um ponto fraco mecânico.
[027] O documento de patente japonês JP H02 247059 A sugere dobrar as placas de lado estreito juntamente com as placas de backup montadas nelas em função da corrente de calor medida ou da velocidade de fundição. As forças de dobra necessárias para isso são muito altas, as superfícies internas das placas de lado estreito neste caso, adotam um curso curvado ao longo da direção de fundição.
[028] A todas as publicações mencionadas acima é desvantajoso o fato de que para a dobra das placas de lado estreito são necessárias altas forças mecânicas ou operações complexas correspondentes.
[029] Além disso, no caso das publicações mencionadas acima é adotado um curso de solidificação hipotético do casquilho do lingote para o qual é necessária uma formação de modelo física que, por sua vez depende de diversos fatores de influência e, por isso está repleto de incertezas correspondentes, uma vez que não ocorre nenhuma medição direta da superfície de contato de fato entre o casquilho do lingote e as superfícies internas da placa de coquilha.
[030] Uma outra desvantagem das publicações mencionadas acima consiste no fato de que um ajuste, que se baseia em um valor de temperatura medido ou em uma corrente de calor medida, possui uma inércia inerente correspondente e, por isso, não pode reagir suficientemente rápido às condições de produção se alterando rapidamente.
[031] Por isso, a fim de contornar os danos mecânicos desvanta josos das placas de lado estreito, a invenção concreta sugere, ao invés de uma dobra das placas de lado estreito durante a operação de fundição alterar as placas em sua posição espacial, pelo fato de que elas são conduzidas ao longo dos lados internos das placas de lado largo. Isso ocorre pelo fato de que a força de aperto, que as placas de lado largo exercem sobre as placas de lado estreito é reduzida, então com auxílio dos atuadores correspondentes regulados na posição, de modo correspondente as placas de lado estreito são reguladas e finalmente a pressão de compressão das placas de lado largo é ajustada novamente para o valor original. Um processo de regulagem desse tipo ocorre de modo controlado e, de tal modo que apesar das forças da fusão de metal líquida, que atuam para fora não vem a ocorrer qualquer trinca repentina do lingote.
[032] Em particular, assim a conicidade do lado estreito pode ser adaptada à contração da placa de metal decorrente da formação do casquilho do lingote, de tal modo que a superfície de contato das placas de lado estreito com o casquilho do lingote é a maior possível. Neste caso, não são aplicadas mesmo quaisquer forças para a dobra das placas de lado estreito, e as forças de atrito entre o casquilho do lingote e as superfícies internas das placas de coquilha não são aumentadas desnecessariamente.
[033] No caso de uma conicidade do lado estreito otimizada nes se sentido o posicionamento dos lados estreitos da coquilha corresponde exatamente à contração do lingote, que é provocada pelo crescimento do casquilho do lingote. Valores típicos da conicidade do lado estreito se situam entre 0.9% e 1.3% da largura de fundição correspondente à definição mencionada acima.
[034] Uma conicidade muito grande das placas de lado estreito, que causa um amassamento do lingote pela coquilha, ao lado de um desgaste reforçado da superfície da coquilha produz um aumento do atrito entre coquilha e lingote. No caso de passagem da placa de metal através da coquilha de lingotamento contínuo na área do canto, onde as placas de lado estreito e as placas de lado largo se encontram provavelmente também ocorre um abaulamento do casquilho do lingote para dentro, o que, por sua vez, leva a falhas longitudinais na placa de metal.
[035] Por outro lado, devido a uma conicidade do lado estreito pequena demais surge uma lacuna entre o casquilho do lingote e as placas de lado estreito da coquilha, o que pode levar a um crescimento reduzido do casquilho do lingote em virtude de uma dissipação de calor muito pequena através das paredes da coquilha. Um abaulamento da barra na coquilha causado com isso, ao lado de uma probabilidade de abertura aumentada, do mesmo modo, pode levar a problemas de qualidade na área do canto da placa de metal.
[036] A conicidade do lado estreito ideal depende de diversos pa râmetros de produção como, por exemplo, da característica de contração da fusão de metal fundida ou também da dissipação de calor propriamente dita, que entre outras coisas é definida pelas propriedades do pó de fundição e da velocidade de fundição. Neste caso, é significativo adaptar dinamicamente a conicidade do lado estreito às condições de fundição predominantes durante a fundição.
[037] O ajuste da conicidade do lado estreito de uma coquilha de lingotamento contínuo durante a operação de fundição em função de um parâmetro de produção é conhecido do estado da técnica. A fim de garantir uma rápida regulagem do lado estreito, o aperto das placas de lado largo, por exemplo, pode ocorrer permanentemente através de um aperto de mola predefinido, cujo efeito de aperto é aberto por um dispositivo de alívio correspondente somente por curto prazo durante o ajuste da conicidade do lado estreito, pelo fato de que atuadores do dispositivo de alívio retiram a força de aperto do aperto de mola.
[038] Assim o documento de patente alemão DE 10 2014 227 013 A1 descreve o ajuste da conicidade do lado estreito de uma coqui- lha de lingotamento contínuo em função de uma distribuição de temperatura nas placas de coquilha e do contato mecânico derivado disso do casquilho do lingote nas superfícies internas das placas de coquilha. Neste caso, a distribuição de temperatura é determinada, de preferência, com auxílio de sensores condutores de luz de onda, sendo que, para o contato mecânico ou para a formação de fendas de ar é deduzido da proporção de valores de medição entre sensores de temperatura dispostos no centro e próximos da borda.
[039] Por um lado, o ajuste da conicidade do lado estreito, base ada na temperatura, descrita no documento de patente alemão DE 10 2014 227 013 A1 é relativamente lenta - então, por exemplo, pode ser detectada a retirada do casquilho do lingote somente com atraso de tempo correspondente. Por outro lado, esse processo de regulagem se baseia somente na corrente de calor que passa da placa de metal fundida para as placas de coquilha, e pelas alterações de temperatura relacionadas com isso, sem, contudo levar em consideração as forças de atrito, e, por conseguinte, representa somente um processo indireto para a determinação da conicidade apropriada, que está repleta de imprecisões.
[040] O documento de patente japonês JP S56 119646 A descre ve uma coquilha de lingotamento contínuo, cujas placas, durante a fundição, são deslocadas reguladas por pressão. Neste caso, as placas de lado estreito estão ligadas respectivamente a sua extremidade no lado de vazamento móveis com uma placa de base, a qual pode ser movida e fixada na direção horizontal. Próximo da extremidade no lado de saída da fundição das placas de lado estreito está situado o ponto de aplicação de um atuador regulado por pressão, por exemplo, de um cilindro hidráulico, que pressiona as placas de lado estreito contra a placa de metal fundida, sendo que, existe uma distância de fenda pequena de 0.1 - 0.2 mm na direção de fundição entre as placas de lado estreito e as placas de lado largo, a fim de possibilitar seu movimento relativo.
[041] É verdade que, por causa do controle regulado por pressão dos atuadores inferiores, essa invenção permite uma rápida reação às condições de produção alternadas em relação ao contato das placas de lado estreito com a placa de metal, no entanto com o movimento dos atuadores ao mesmo tempo ocorre um ajuste da conicidade do lado estreito propriamente dito, de tal modo que o comportamento de regula- gem das placas de lado estreito, por um lado, e o valor ideal da conici- dade do lado estreito, por outro lado, não podem ser ajustados independentes um do outro. Além disso, não pode ser mantida uma largura de fundição uniforme, uma vez que, no caso de um processo de regula- gem, ocorre um tombamento das placas de lado estreito em sua extremidade inferior e, além disso, também não pode ser garantida que a conicidade do lado estreito seja idêntica nos dois lados, o que pode levar a um crescimento não uniforme do casquilho do lingote.
[042] Além disso, a partir de parâmetros de produção conhecidos como, por exemplo, composição da fusão de metal, largura de fundição, da atual velocidade de fundição ou de uma corrente de calor calculada a partir de valores de temperatura medidos é usual calcular um valor para a conicidade do lado estreito, e pretender esse valor manualmente por meio do sistema de automatização do referido sistema de lingotamento contínuo. Essa forma de procedimento se baseia ou em valores empíricos ou em uma adoção de modelo referente ao crescimento de casquilho do lingote, e por isso, está repleto com muitas in- seguranças correspondentes, além disso, não há uma capacidade de reprodução exata em virtude da intervenção manual.
[043] Por isso, a tarefa da presente invenção é superar as des vantagens dos métodos mencionados acima, e revelar um processo para o ajuste da conicidade do lado estreito de uma coquilha de lingo- tamento contínuo, o qual em função das condições de processo atuais permita um ajuste mais rápido e reprodutível possível do valor ideal da conicidade do lado estreito no sentido de uma superfície de contato maior possível entre o casquilho do lingote e o lado interno da coquilha sem aumento desnecessário das forças de atrito.
[044] A seguir é aceita a hipótese de uma coquilha de lingota- mento contínuo, cujas placas de lado estreito podem ser deslocadas através respectivamente de pelo menos dois atuadores mecânicos ao longo dos lados internos das placas de lado largo, e desse modo uma força direcionada para dentro é exercida sobre o casquilho do lingote da placa de metal fundida, a fim de reagir contra a pressão ferrostáti- ca, que atua para fora, da fusão de metal ainda não endurecida, uma vez que o efeito de aperto das placas de lado estreito através das placas de lado largo e a força de coesão intrínseca do casquilho do lingote propriamente dito não são suficientes a fim de impedir um rompimento do lingote. Essas forças transmitidas pelas placas de lado estreito para o casquilho do lingote são designadas a seguir como forças do lado estreito.
[045] É assumido que a direção de fundição da coquilha de lingo- tamento contínuo 1 está orientada, em essência, na direção da aceleração da gravidade; por isso a pressão ferrostática da fusão de metal introduzida na coquilha 1 na direção de fundição aumenta de modo correspondente ao comportamento de um líquido linearmente com a distância em relação à superfície da fusão de metal, que se encontra na direção de fundição em uma distância correspondente à altura do nível de fundição acima das extremidade no lado de saída das placas da coquilha.
[046] O aumento de pressão dentro da fusão de metal líquida continua naturalmente abaixo das extremidades no lado de saída da coquilha de lingotamento contínuo. Um desvio do comportamento de aumento linear em virtude da dependência da temperatura da densidade da fusão de metal pode ser desprezado a esse respeito em boa aproximação, uma vez que a temperatura da fusão introduzida na co- quilha fica somente um pouco acima da temperatura de solidificação.
[047] A pressão ferrostática da fusão de metal produz forças di recionadas para fora, as quais precisam ser compensadas por forças contrárias, direcionadas para dentro, a fim de impedir um rompimento do casquilho do lingote.
[048] Durante a passagem da fusão de metal através da coquilha de lingotamento contínuo, em virtude do efeito de resfriamento vem a ocorrer a formação de um casquilho do lingote ao longo das superfícies internas das placas da coquilha. O casquilho do lingote possui uma resistência própria, que depende localmente de sua espessura, e que compensa parcialmente a pressão ferrostática da fusão de metal que atua para fora. A parte que vai além da pressão ferrostática tem que ser compensada no interior da coquilha de lingotamento contínuo, a fim de evitar um rompimento do casquilho do lingote.
[049] Enquanto que devido ao aperto ajustado fixamente das pla cas de lado largo, a contrapressão correspondente se ajusta automaticamente, a contrapressão tem que ser regulada ativamente ao longo das placas de lado estreito, uma vez que não vem a ocorrer qualquer efeito de aperto completo das placas de lado estreito através das placas de lado largo. Por isso, a posição e a orientação espacial das placas de lado estreito ocorrem através de um ajuste de posição ativa dos atuadores mecânicos que movimentam as placas de lado estreito.
[050] Depois da saída da placa de metal para fora da coquilha de lingotamento contínuo, o casquilho da placa já cresceu tanto, de tal modo que a pressão ferrostática que ultrapassa a resistência própria do casquilho do lingote pode ser compensada sem problemas através de roletes de guia do lingote, ajustados fixamente no espaço ou regulados na posição, sendo que, os roletes de guia do lingote apoiam diretamente a superfície da placa de metal fundida.
[051] Experiências mostram que as forças no lado estreito com velocidade de fundição que se torna menor (menor do que 0,6 metros por minuto) diminuem sempre condicionadas pela formação do casquilho do lingote, e da contração do lingote relacionada com isso, até que a placa de metal com velocidades de fundição muito pequenas (de 0 até 0,2 metros por minuto) quase perca o contato completamente com os lados estreitos da coquilha, e as forças no lado estreito tendam aproximadamente a zero.
[052] Além disso, experiências mostram que um ajuste da conici- dade do lado estreito produza uma influência direta sobre as forças no lado estreito.
[053] Por conseguinte, existe um contexto empírico entre as forças no lado estreito e a velocidade de fundição. Além disso, existe um contexto entre as forças no lado estreito e a conicidade do lado estreito.
[054] A presente invenção para o ajuste de um valor mais otimi zado possível da conicidade do lado estreito, na qual a colocação das placas de lado estreito contra o casquilho do lingote que se forma compensa exatamente a contração da placa de metal, se baseia na utilização desse contexto e sugere um processo para o ajuste de uma conicidade do lado estreito Ks de uma coquilha de lingotamento contínuo para a produção de uma placa de metal com auxílio de, pelo menos, um circuito de regulagem, sendo que, a coquilha de lingotamento contínuo compreende uma primeira e uma segunda placa de lado es- treito, nas quais estão dispostos respectivamente pelo menos dois atuadores de posição regulada para o posicionamento da respectiva placa de lado estreito em distância diferente em relação à extremidade no lado de vazamento da coquilha de lingotamento contínuo, e sendo que, na direção de atuação de cada atuador, durante a operação da coquilha de lingotamento contínuo ocorrem forças correspondentes, caracterizado pelo fato de que no caso de uma passagem de ciclo através do, pelo menos um, circuito de regulagem são empregadas - uma pressão de referência Pref como grandeza de guia e - uma pressão de superfície média Pmed entre as placas de lado estreito e a placa de metal como grandeza de regulagem, sendo que, a pressão de superfície média Pmed é determinada a partir das forças que surgem na direção de atuação dos atuadores e pelo fato de que - um regulador é determinado em função de um desvio de regulagem Pdif = Pref - Pmed como grandeza de entrada, a conicidade do lado estreito Ks, como grandeza de ajuste do circuito de regulagem e pelo fato de que - através de um trecho de regulagem, por meio dos atuado- res, a posição da primeira e/ou da segunda placa de lado estreito é ajustada correspondendo à conicidade do lado estreito Ks.
[055] De acordo com a invenção cada uma das duas placas de lado estreito da coquilha de lingotamento contínuo pode ser posicionada pro um circuito de regulagem próprio independente, o qual controla somente os atuadores da respectiva placa de lado estreito. Neste caso, a grandeza de ajuste do referido circuito de regulagem depende da inclinação da respectiva placa de lado estreito em relação à direção de fundição, e, por conseguinte, o processo de acordo com a invenção compreende dois valores independentes para a co- nicidade do lado estreito - respectivamente um valor para a primeira e um valor para a segunda placa de lado estreito da coquilha de lin- gotamento contínuo.
[056] De modo alternativo, no entanto, também pode ser empre gado um circuito de regulagem comum para as duas placas de lado estreito, que em consequência disso controla os atuadores das duas placas de lado estreito. Neste caso, o processo de acordo com a invenção compreende um valor comum para a conicidade do lado estreito da coquilha de lingotamento contínuo, cuja definição depende, da mesma forma, das inclinações das duas placas de lado estreito em relação à direção de fundição.
[057] Além disso, o regulador do circuito de regulagem também pode conter filtros, os quais preparam ou o sinal de entrada para uma especificação de regulagem contida no circuito de regulagem, ou processa o sinal emitido pela especificação de regulagem, antes que ele seja encaminhado ao trecho de regulagem.
[058] O processo de acordo com a invenção torna possível uma rápida reação às condições do processo alternadas, uma vez que a detecção das forças do lado estreito, que são influenciadas pelas condições do processo ocorre praticamente em tempo real, em oposição aos processos, que se baseiam em medições de temperatura ou da corrente de calor.
[059] Além disso, o processo de acordo com a invenção se ba seia em um contexto empírico, por um lado, entre as forças no lado estreito e os parâmetros de fundição momentâneos como, por exemplo, da velocidade de fundição, do comportamento do pó de fundição ou, por outro lado, da composição da fusão de metal, sendo que, essa composição empírica é modelada pelo comportamento do regulador. Por isso, o processo de acordo com a invenção não exige qualquer modelagem física dos efeitos das diversas grandezas de influência, mas pelo contrário, se baseia na medição do efeito de volta dos parâ- metros de fundição em forma das forças no lado estreito, de tal modo que os efeitos de todos os parâmetros de fundição relevantes são levados em consideração da mesma forma e com a mesma velocidade.
[060] Assim, um levantamento do casquilho do lingote dos lados internos das placas de lado estreito, provocado, por exemplo, pelo res-friamento excessivo e, com isso, da contração do lingote relacionada com isso pode ser detectado imediatamente, porque as forças no lado estreito a serem aplicadas para uma posição de regulagem definida se reduzem de modo correspondente. Da mesma forma, um aumento das forças no lado estreito, que iriam causar um esmagamento do lingote e, por exemplo, é provocado por uma potência de resfriamento pequena demais da placa de metal são compensadas imediatamente. Dessa forma é obtida uma distribuição de força ideal dos atuadores e, em consequência disso, uma superfície de contato maior possível entre o casquilho do lingote e as superfícies internas das placas de lado estreito, sem que neste caso, as forças de atrito sejam aumentadas desnecessariamente entre o casquilho do lingote e as superfícies internas da coquilha de lingotamento contínuo.
[061] Além disso, o processo de acordo com a invenção garante uma boa capacidade de reprodução, uma vez que a adaptação da co- nicidade do lado estreito às condições de produção momentâneas não necessita de quaisquer intervenções do operador, mas somente dos parâmetros predefinidos do regulador ou depende das filtragens realizadas em todo caso no regulador.
[062] Em uma outra forma de execução preferida do processo de acordo com a invenção, a pressão de referência Pref é uma função da densidade da fusão de metal líquida pHq, de uma altura do nível de fundição h e de um fator de correção S adimensional.
[063] Como densidade da fusão de metal líquida pliq deve ser en tendida a densidade do material da fusão líquida, cuja unidade física é indicada, por exemplo, em kg/m3. A pressão de referência Pref depende da densidade da fusão de metal piiq, e da altura do nível de fundição h, que é definida como distância do nível de fundição em relação à extremidade no lado de saída da coquilha e, além disso, contém um outro fator de correção S adimensional, o qual pode ser predeterminado.
[064] A pressão de referência Pref é um parâmetro do processo de regulagem e em caso de necessidade também pode ser ajustado de novo durante o processo de fundição, por exemplo, por um operador ou por um outro sistema de controle, a fim de alterar a característica do circuito de regulagem. Desse modo é possível levar em consideração uma alteração da altura do nível de fundição h, durante o processo de fundição ou reagir, de modo flexível a alterações dos parâmetros de fundição como, por exemplo, uma troca na composição da fusão de metal ou na dissipação de calor da coquilha.
[065] Uma adaptação da pressão de referência pode se basear, por exemplo, em valores empíricos com auxílio dos parâmetros de fundição detectados, razão pela qual pode ser reproduzida uma forma de movimento vantajosa da coquilha de lingotamento contínuo, determinada uma vez sob determinadas condições de fundição.
[066] A pressão de referência Pref pode ser definida, por exemplo, pela expressão:
Figure img0005
sendo que, g designa o valor da aceleração da gravidade e Pfer, a pressão ferrostática da fusão de metal no interior da placa de metal fundida na extremidade no lado de saída da coquilha de lingotamento contínuo. Uma vez que, em virtude da legalidade física a pressão ferrostática Pfer aumenta linearmente na direção de fundição, a pressão ferrostática média acima da altura do nível de fundição h que é designada como pressão de superfície média Pmed corresponde à metade do valor da pressão ferrostática Pfer local na base da coluna de líquido da altura h na extremidade no lado de saída da coquilha. Neste caso, uma alteração da densidade piiq, condicionada à temperatura pode permanecer desconsiderada, quando a temperatura de vazamento da fusão de metal ficar somente aiguns graus acima de sua temperatura de soiidificação.
[067] De preferência, o fator de correção S possui uma faixa de vaiores de 0,7 - 3 e considera a capacidade de auto-suporte do casqui- iho do iingote se formando, que enfraquece o efeito da pressão ferros- tática Pfer da fusão de metai direcionada para fora, aiém disso, o efeito das forças de atrito entre as piacas de iado estreito e as piacas de iado iargo, que reagem contra as forças apiicadas peios atuadores das pia- cas de iado estreito, e reduzem essas forças de modo correspondente, bem como o atrito entre o casquiiho do iingote e as piacas de iado estreito que, em virtude da conicidade do iado estreito, apresentam um componente de força direcionado para fora na direção da iargura da coquiiha de iingotamento contínuo, e depende do vaior da conicidade do iado estreito. Aiém disso, o vaior de correção S pode depender da veiocidade de fundição v escoihida, porque, em particuiar, o atrito entre o casquiiho do iingote e as piacas de iado estreito representa um atrito de desiizamento, e por isso as forças de atrito que surgem neste caso, dependem da veiocidade reiativa entre as superfícies envoivi- das.
[068] No caso de vaiores de S < 1 predomina a capacidade de carga própria do casquiiho do iingote, as forças de atrito entre as piacas de iado estreito e as piacas de iado iargo, ou entre as piacas de iado estreito e o casquiiho do iingote, e pode ser empregado, por exempio, em um modo de operação. No quai as piacas de iado iargo são posicionadas somente com efeito de aperto muito pequeno contra as piacas de iado estreito, o que também é designado como soft-ciamping.
[069] Contrariamente à isso vaiores de S < 1 significam que as forças de atrito entre os iados estreitos e as piacas de iado iargo, ou entre as placas de lado estreito e o casquilho do lingote predominam e precisam ser compensadas pelos atuadores das placas de lado estreito de modo correspondente.
[070] A dependência do fator de correção S da velocidade de fundição v pode ser descrita, por exemplo, através de um modelo de tabela, que se baseia em valores empíricos. Também S pode depender de outros fatores como, por exemplo, da composição da fusão de metal ou do pó de fundição, os quais, do mesmo modo, podem ser reproduzidos em um modelo de tabela registrado empiricamente.
[071] A definição mencionada acima da pressão de referência Pref oferece a vantagem que ela representa uma modelagem empírica simples de ser manuseada da grandeza de guia do circuito de regula- gem de acordo com a invenção, que ao lado do fator de correção S depende mesmo assim somente de parâmetros de processo conhecidos, e a qual por esse motivo pode ser expandida de forma simples em relação às novas composições da fusão de metal ou do pó de fundição, e não necessita de quaisquer simulações físicas dispendiosas.
[072] Em uma outra forma de execução preferida do processo de acordo com a invenção, a pressão de superfície média Pmed é definida através da expressão N1 N2
Figure img0006
sendo que, F1, i designa a força detectada por um membro de medição do circuito de regulagem, que surge no atuador 1 da primeira placa de lado estreito, F2, j designa a força detectada por um membro de medição do circuito de regulagem, que surge no atuador 1 da segunda placa de lado estreito, N1 designa o número dos atuadores da primeira placa de lado estreito, N2 designa o número dos atuadores da segunda placa de lado estreito. h designa a altura do nível de fundição e d a espessura de fundição.
[073] A pressão de superfície média Pmed representa uma media- nização sobre as forças de todos os atuadores das duas placas de lado estreito, que os atuadores exercem sobre as placas de lado estreito. Essas forças podem ser medidas, de forma vantajosa, de modo muito simples e rápido com métodos conhecidos do estado da técnica, razão pela qual o circuito de regulagem pode reagir de modo muito rápido aos desvios de regulagem. Em particular, é possível um controle de desvios de regulagem muito mais rápido do que seria o caso em regulagens baseadas em temperatura ou em corrente de calor, uma vez que medições de força podem ser realizadas dentro de frações de segundos.
[074] Em uma forma de execução preferida do processo de acor do com a invenção, o ajuste de uma conicidade do lado estreito comum para ambas as placas de lado estreito ocorre simetricamente em relação à direção de fundição da coquilha de lingotamento contínuo sob especificação da posição espacial da linha central da placa de metal em relação às placas de lado largo, bem como, de um valor para a largura de fundição b.
[075] Por meio dos atuadores que atuam na direção da largura da coquilha de lingotamento contínuo, cuja disposição espacial é conhecida para cada uma das duas placas de lado estreito, respectivamente a inclinação da placa de lado estreito pode ser predeterminada em relação à direção de fundição, bem como, uma posição espacial absoluta, o que - referente à coquilha de lingotamento contínuo toda - representa quatro graus de liberdade mecânicos.
[076] Se a posição da linha central da placa de metal produzida em relação às placas de lado largo for mantida constante através do posicionamento correspondente das placas de lado estreito, de tal modo que a placa de metal não derive na direção da largura em relação às placas de lado largo, então isso reduz o número dos graus de liberdade em torno de um. Uma especificação adicional de uma distância das placas de lado estreito das extremidades no lado de saída de fundição das placas de lado estreito, que de acordo com a definição é idêntica à largura de fundição b da coquilha de lingotamento contínuo, reduz os graus de liberdade em torno de uma outra. Se, além disso, também as inclinações das duas placas de lado estreito forem ajustadas simetricamente em relação à direção de fundição, então isso representa uma restrição a somente um único grau de liberdade mecânica das placas de lado estreito, que é representado por um valor inequívoco correspondente para a conicidade do lado estreito. Desse modo existe um contexto inequívoco entre um valor para a conicidade do lado estreito Ks e os valores de posição dos atuadores individuais tanto das primeiras como também das segundas placas de lado estreito, de tal modo que a partir de um valor especificado para a conicidade do lado estreito Ks podem ser definidos valores de posição correspondentes dos atuadores das duas placas de lado estreito de uma forma inequívoca. Por conseguinte, neste caso, as duas placas de lado estreito da coquilha de lingotamento contínuo são posicionadas não mais independentes uma da outra, mas por um único circuito de regulagem.
[077] Nesse contexto também é possível alterar a largura de fun dição b durante a execução do processo de regulagem ou, porém deixar constante, bem como indicar um valor de início para as posições teóricas dos atuadores individuais durante a passagem pela primeira vez através do circuito de regulagem. Um valor constante da largura de fundição b durante o processo de regulagem é desejável, em particular, com respeito à qualidade da placa de metal fundida, uma vez que a seguir podem ser suprimidas medidas dispendiosas para o ajuste da largura da placa de metal como, por exemplo, corte de chama ou recalque lateral.
[078] Em uma forma de execução preferida do processo de acor do com a invenção, o regulador do, pelo menos um, circuito de regula- gem compreende uma especificação de regulagem com uma grandeza de entrada derivada do desvio de regulagem, bem como de uma grandeza de saída e em cada ciclo do, pelo menos um, circuito de regula- gem são detectadas as posições reais {X1, i, X2, j} dos atuadores de, pelo menos uma da primeira e/ou da segunda placa de lado estreito, e a partir disso é derivado um valor real Is para a conicidade do lado estreito Ks e essa conicidade, através da especificação de posições teóricas correspondentes {Y1, i, Y2, j} para os atuadores de, pelo menos uma da primeira e/ou da segunda placa de lado estreito só então de novo é ajustada em um trecho de regulagem do, pelo menos um, circuito de regulagem que reproduz o efeito da conicidade do lado estreito sobre a pressão de superfície média, quando existe uma diferença em relação ao valor real determinado.
[079] Por conseguinte, as posições reais detectadas dos atuado- res das placas de lado estreito representam grandezas de entrada, e as posições teóricas determinadas para os atuadores, grandezas de saída correspondente do, pelo menos um, circuito de regulagem, as quais são determinadas respectivamente de novo em cada passagem através do, pelo menos um, circuito de regulagem.
[080] Se, por conseguinte, o valor real Is da conicidade do lado estreito, e a grandeza de ajuste determinada no ciclo atual do, pelo menos um, circuito de regulagem, que é idêntico ao valor teórico da conicidade do lado estreito Ks estiverem de acordo assim um ajuste da conicidade do lado estreito sobre o trecho de regulagem pode ser omitida. Isso então é, sobretudo, vantajoso quando durante o ajuste das placas de lado estreito normalmente também precisa ocorrer um acionamento do mecanismo de aperto para as placas de lado largo que, neste caso, pode ser omitido. Por isso, um ciclo de regulagem desse tipo pode ser percorrido de modo correspondente rápido, isto é, dentro de poucos milissegundos ou mais rápido.
[081] Em uma outra forma de execução preferida do processo de acordo com a invenção, uma especificação de regulagem do regulador diz:
Figure img0007
sendo que, Pdif' é uma grandeza derivada de um desvio de regu - lagem Pdif do circuito de regulagem, Ks' uma grandeza determinada pela especificação de re- gulagem do circuito de regulagem, para a determinação da grandeza de ajuste Ks e K um fator de proporcionalidade com uma faixa de valores de 0,0001 até 0,1, de preferência, de 0,005 até 0,02.
[082] Neste caso, a especificação de regulagem descreve o comportamento do circuito de regulagem em função do desvio de re- gulagem, e serve para a determinação da grandeza de saída; o significado e o papel da especificação de regulagem, neste caso, devem ser entendidos no contexto de um circuito de regulagem clássico, e, por conseguinte, é suficientemente conhecido do especialista.
[083] Através dessa especificação de regulagem podem ser pa rametrizados de forma muito simples os desvios de regulagem: se o fator de proporcionalidade k possuir um valor menor do que 1, então isso causa que o desvio de regulagem determinado fica enfraquecido para a correção da grandeza de saída da especificação de regulagem, enquanto que no caso de valores maiores do que 1 o desvio de regu- lagem é reforçado.
[084] Em uma outra forma de execução do processo de acordo com a invenção ocorre uma filtragem do desvio de regulagem Pdif, do circuito de regulagem por meio de um filtro relacionado com o tempo ΦT, de acordo com
Figure img0008
sendo que, {Pdif } T é uma quantidade de valores do desvio de regula- gem Pdif armazenados, retornados através de um período de tempo T de ciclos precedentes do circuito de regulagem e Pdif é uma grandeza de entrada determinada pelo filtro re- lacionado com o tempo ΦT, para a especificação de regulagem do cir-cuito de regulagem.
[085] Essa filtragem pode existir, por exemplo, em uma simples formação de valor médio de todos os valores empregados do desvio de regulagem. Mas também é concebível ponderar os valores mais atuais mais forte do que valores passados há mais tempo. Assim, por exemplo, são levados em consideração de preferência, os valores históricos do desvio de regulagem através de um período de tempo T = 5 - 10 segundos.
[086] Através dessa filtragem do desvio de regulagem são repri midas flutuações do sinal de medição de alta frequência que podem ser provocadas, por exemplo, por medições defeituosas. Isso impede um ajuste defeituosa das placas de lado estreito, em virtude de valores de medição errados ou em virtude de interferências de alta frequência, e contribui para a estabilização do processo de lingotamento contínuo.
[087] No caso em que um ajuste da conicidade do lado estreito é disparado, ele pode ser realizado rapidamente, uma vez que, devido à primeira filtragem, a qual filtra grandes oscilações do desvio de regula- gem, em sua maioria devem ser realizadas somente pequenas altera-ções da grandeza de ajuste. Assim, por exemplo, uma alteração de 0,1% da conicidade do lado estreito com uma largura de fundição de 2000 mm em uma coquilha de lingotamento contínuo comum, cuja altura do nível de fundição é tipicamente menor do que 1000 mm, causa somente um ajuste de menos de 2 mm na área dos atuadores no lado de vazamento. O processo todo de um ajuste desse tipo, compreendendo a liberação do aperto das placas de lado largo, o deslocamento das placas de lado estreito por meio dos atuadores e o reaperto das placas de lado largo, por isso, normalmente pode ser realizado dentro de um segundo ou ainda mais rápido, de tal modo que é dado um processo de regulagem bem rápido.
[088] Em uma outra forma de execução preferida do processo de acordo com a invenção, ocorre uma segunda filtragem, da grandeza inicial Ks’ da especificação de regulagem por meio de um filtro de satu-ração ΦS de acordo com
Figure img0009
sendo que, Ks” é um valor derivado por meio do filtro de satura - ção ΦS para a determinação da grandeza de ajuste Ks, Ks, min é um valor limite inferior para a conicidade do la do estreito Ks e Ks, max é um valor limite superior para a conicidade do lado estreito Ks.
[089] Através do filtro de saturação ΦS é garantido que a conicidade do lado estreito Ks regulada pelo circuito de regulagem permanece dentro da faixa permitida, determinada através dos valores limite Ks, min e Ks, max, por exemplo, dentro de 1,1 a 1,2. Nesse caso, os valores limite Ks, min e Ks, max são parâmetros do processo de regulagem, os quais normalmente são pré-ajustados fixamente, os quais também podem ser alterados du-rante o processo de fundição. Desse modo, os valores limite Ks, min e Ks, max podem ser reajustados por um operador ou através de um sistema de condução, por exemplo, durante a troca entre duas cargas de metal, se uma composição alterada da fusão de metal exigir isso.
[090] Em uma outra forma de execução vantajosa do processo de acordo com a invenção, a conicidade do lado estreito Ks é determinada através de uma terceira filtragem de um valor Ks'' derivada da grandeza inicial Ks’ da especificação de regulagem por meio de um filtro de histerese ΦH de acordo com
Figure img0010
sendo que, I I designa a formação do valor numérico absoluto e À de-signa o valor limite do filtro de histerese e o valor derivado Ks” corres-ponde a um tratamento, com técnica de sinal anterior à terceira filtragem, da grandeza inicial Ks’ da especificação de regulagem.
[091] De acordo com um regulador de dois pontos, a grandeza de ajuste do circuito de regulagem só então é alterada se o valor Ks de-terminado no ciclo atual do circuito de regulagem se diferenciar do valor real Is atual da conicidade do lado estreito em um valor de, pelo menos o valor de À. Isso causa que um ajuste dos atuadores das placas de lado estreito só é então realizado se o novo valor especificado calculado para a conicidade do lado estreito se diferenciar do valor existente, por exemplo, em mais que 0,05, de tal modo que, por exemplo, em somente pequenas oscilações das condições de produção, as quais não têm efeito sobre a qualidade da placa de metal produzida, não regula desnecessariamente as placas de lados estreitos e, em particular, o aperto das placas de lado largo não precise ser solto, o que contribui para uma estabilidade constante do processo de fundição por extrusão e para a rapidez do processo de regulagem.
[092] Além disso, a invenção se refere a um dispositivo para o ajuste de uma conicidade do lado estreito Ks de uma coquilha de lingo- tamento contínuo para a produção de uma placa de metal, em particu lar, para a realização de um dos processos descritos, sendo que, a co- quilha de lingotamento contínuo compreende uma primeira e uma se-gunda placa de lado estreito, nas quais estão dispostos respectivamente pelo menos dois atuadores de posição regulada para o posicionamento da respectiva placa de lado estreito em distância diferente em relação à extremidade no lado de vazamento da coquilha de lingota- mento contínuo, e sendo que, o dispositivo dispõe de uma unidade de regulagem e de dispositivos para a detecção das forças que surgem durante a operação da coquilha de lingotamento contínuo na direção efetiva dos respectivos atuadores, sendo que a unidade de regulagem está equipada para um circuito de regulagem, sendo que, o circuito de regulagem apresenta: - uma pressão de referência Pref como grandeza de guia, - uma pressão de superfície média Pmed entre as placas de lado estreito e a placa de metal como grandeza de regulagem, sendo que, a pressão de superfície média Pmed pode ser determinada a partir das forças que surgem na direção de atuação dos atuadores, - um regulador através do qual, em função de um desvio de regulagem Pdif = Pref - Pmed como grandeza de entrada, a conicidade do lado estreito Ks pode ser determinada como grandeza de ajuste do cir-cuito de regulagem, e - um trecho de regulagem através do qual, por meio dos atuadores, a posição da primeira e/ou da segunda placa de lado estreito pode ser ajustada correspondendo à conicidade do lado estreito Ks.
[093] As formas de execução vantajosas do dispositivo de acordo com a invenção para o ajuste de uma conicidade do lado estreito de uma coquilha de lingotamento contínuo correspondem, em essência, com aquelas do processo de acordo com a invenção.
[094] Em uma forma de execução vantajosa do dispositivo de acordo com a invenção, pelo menos um dos atuadores é um atuador movido hidraulicamente.
[095] Os atuadores desse tipo podem ser deslocados muito rapi damente, uma vez que não é necessária nenhuma engrenagem, e são conhecidos há longo tempo do estado da técnica.
[096] Em uma forma de execução particularmente vantajosa do dispositivo de acordo com a invenção, pelo menos um dos atuadores movidos hidraulicamente é um cilindro hidráulico de dupla atuação.
[097] Os cilindros hidráulicos de dupla atuação oferecem a van tagem que, a força aplicada pelo respectivo atuador pode ser determi-nada de modo muito simples através de dois sensores de pressão por atuador, uma vez que a força é determinada através da diferença de pressão entre as duas câmaras e a superfície da seção transversal do pistão do cilindro hidráulico de dupla atuação. Por isso, também é pos-sível uma reequipagem de um coquilha de lingotamento contínuo exis-tente, a qual já dispõe de cilindros hidráulicos desse tipo para o ajuste das placas de lado estreito, para a realização do processo de acordo com a invenção de forma simples e mais em conta, uma vez que somente precisam ser instalados sensores para a detecção das correspondentes pressões, bem como, das posições de deslocamento dos atuadores correspondentes.
[098] Em uma outra forma de execução do dispositivo de acordo com a invenção, pelo menos um dos atuadores possui um acionamento rotativo elétrico.
[099] Atuadores desse tipo permitem uma determinação simples da posição do atuador por meio do ajuste do eixo de acionamento do motor acionado eletricamente, ou de um eixo da engrenagem, a qual normalmente é empregada entre o motor e o ponto de aplicação do respectivo atuador movimentado linearmente. As forças que surgem nos pontos de aplicação dos atuadores podem ser registradas, por exemplo, através de tiras para medição extensiométrica.
[0100] Em uma outra forma de execução preferida do dispositivo de acordo com a invenção, pelo menos um dos atuadores acionados eletricamente é um motor linear.
[0101] Motores lineares não precisam de nenhuma engrenagem e, por isso, não apresentam uma folga mecânica. Além disso, eles ofere-cem a vantagem de que a partir da curva característica de força e de ve-locidade ou da curva característica de força e de corrente, a força surgida pode ser determinada diretamente sem outros sensores de força.
[0102] As propriedades, características e vantagens dessa inven ção descritas acima, bem como o tipo e a forma de como isso foi obtido ficarão mais claros e melhor compreensíveis no contexto com a descrição seguinte de exemplos de execução, os quais em conexão com os desenhos serão esclarecidos em detalhes. Nesse caso, são mostrados:
[0103] Na fig. 1a uma representação em perspectiva de uma co- quilha de lingotamento contínuo,
[0104] Na fig. 1b um corte através de uma coquilha de lingotamen- to contínuo normal à direção da largura,
[0105] Na fig. 1c um corte através de uma coquilha de lingotamen- to contínuo normal à direção da espessura
[0106] Na fig. 2 esquematicamente, as forças que surgem na dire ção da largura da coquilha,
[0107] Na fig. 3 o fluxo de sinais de uma placa de lado estreito de um circuito de regulagem de acordo com a invenção,
[0108] Na fig. 4 a montagem esquemática de um circuito de regu- lagem de acordo com a invenção de uma placa de lado estreito com dois atuadores.
[0109] A fig. 1a mostra em vista inclinada a disposição das placas de lado largo 2, 2’, bem como a primeira e a segunda placa de lado estreito 4 e 4’ de uma coquilha de lingotamento contínuo 1, sendo que, as duas placas de lado estreito 4, 4’ estão dispostas deslocáveis ao longo das superfícies internas das placas de lado largo 2, 2’. As placas de backup das placas de coquilhas individuais e os atuadores para o ajuste das placas de lado estreito não estão representados nessa vista.
[0110] Além disso, na fig. 1a estão representados os vetores de direção da direção da espessura D, da direção da largura B e da direção de fundição G em sua posição espacial em relação à coquilha de lingotamento contínuo 1, sendo que, os vetores D, B e G formam um sistema de coordenadas ortogonal à direita.
[0111] Na extremidade no lado de vazamento 3 é introduzida fu são de metal líquida com adição de pó de fundição no espaço interno da coquilha de lingotamento contínuo 1, onde a fusão de metal continua a ser transportada na direção de fundição G e na extremidade no lado de saída 3’ ela é extraída para fora da coquilha 1 em forma de uma placa de metal 5 parcialmente rígida. Nesse caso, em relação ao plano perpendicular à direção de fundição G, a placa de metal 5 apresenta uma seção transversal retangular, cujo lado curto está orientado na direção da espessura D e cujo lado longo está orientado na direção da largura B.
[0112] Fig. 1b mostra um corte através da coquilha de lingota- mento contínuo 1 da fig. 1a normal à direção da largura B, na qual podem ser reconhecidas as placas de lado largo 2, 2’, inclinadas em relação à direção de fundição G, com as placas de backup 7, 7’ fixadas nelas, bem como a forma trapezoidal da segunda placa de lado estreito 4’.
[0113] A distância f das superfícies internas das placas de lado largo 2, 2’ na extremidade no lado de vazamento 3 é maior do que a distância correspondente d na extremidade no lado de saída 3’ da co- quilha de lingotamento contínuo 1, sendo que, d também é designado como espessura de fundição, uma vez que, a placa de metal 5 fundida (não representado na fig.1b) com essa espessura sai do espaço interno envolvido pela coquilha de lingotamento contínuo 1.
[0114] Na fig. 1c está representado um corte através da coquilha de lingotamento contínuo 1 da figura 1a normal à direção da espessura D. Podem ser reconhecidos as placas de lado estreito 4, 4’, inclinadas em relação à direção de fundição G, com as placas de backup 6, 6’ fixadas nelas, além disso, pode ser reconhecida a forma retangular da placa de lado largo 2, ao longo de cujo lado interno as placas de lado estreito 4, 4’ podem ser deslocadas.
[0115] Por outro lado, a distância e das superfícies internas das placas de lado estreito 4, 4’ na extremidade no lado de vazamento 3 é maior do que a correspondente distância b na extremidade no lado de saída 3’ da coquilha de lingotamento contínuo 1, sendo que, b é de-signado como largura de fundição.
[0116] Nos lados externos das placas de lado estreito 4, 4’ inter vém respectivamente um atuador superior A1, 1 ou A2,1 próximo da ex-tremidade no lado de vazamento 3 da coquilha de lingotamento contínuo 1, e respectivamente um atuador inferior A1, 2 ou A2,2 próximo da extremidade no lado de saída 3’ da coquilha de lingotamento contínuo 1. Por meio dos atuadores A1, 1 ou A1, 2 que atuam na direção da largura B, com referência a sua inclinação para a direção de fundição G e sua posição na direção da largura B, a primeira placa de lado estreito 4 pode ser deslocada ou mantida em uma determinada posição, sendo que, no atuador superior A1, 2 surge a força F1, 1 e no atuador inferior A1, 2 surge a força F1, 2 ao longo da direção de atuação do respectivo atuador. De modo correspondente, por meio dos atuadores A2, 1 ou A2, 2 são ajustadas ou mantidas a inclinação e a posição da segunda placa de lado estreito 4’, sendo que, no atuador superior A2, 1 surge a força F2, 1 e no atuador inferior A2, 2 surge a força F2,2 na direção de atua- ção do respectivo atuador.
[0117] Com as definições mencionadas acima e com as distâncias representadas na fig. 1b e na fig. 1c é calculada a conicidade do lado largo Kb, bem como a conicidade do lado estreito Ks como grandeza dimensional, respectivamente em percentagem, no exemplo represen-tativo para: Kb= (f - d) xlOO/H Ks= (e-b) xlOO/b
[0118] Contudo também podem ser imaginadas outras especifica ções de cálculo para as conicidades, por exemplo, a conicidade do lado estreito Ks, também pode ser referente à altura da coquilha H.
[0119] A fig. 2 mostra um corte normal à direção da espessura D através de uma coquilha de lingotamento contínuo 1, cuja primeira e segunda placa de lado estreito 4 e 4’ são deslocadas respectivamente com dois atuadores (A1,1, A1,2) ou (A2,1, A2,2), sendo que, no entanto, a inclinação das placas de lado estreito 4 e 4’ não está representada. Ao longo da superfície interna da primeira placa de lado estreito 4 está representado esquematicamente o decurso, linearmente crescente na direção de fundição G, da pressão ferrostática Pfer da fusão de metal 10, enquanto que ao longo da superfície interna da segunda placa de lado estreito 4’ pode ser reconhecido o casquilho do lingote 13 crescente na direção de fundição G. Além disso, a linha central M caracteriza a linha de simetria da placa de metal 5 em relação à direção da largura B da coquilha de lingotamento contínuo 1.
[0120] Próximo da extremidade no lado de vazamento 3 da coqui- lha de lingotamento contínuo 1 a superfície da fusão de metal 10 fundida também é designada como nível de fundição 12, o qual se encontra a uma distância h - da denominada altura de nível de fundição - acima da extremidade no lado de saída 3’ da coquilha de lingotamento contínuo 1. Na extremidade no lado de saída 3’ a placa de metal 5 parcialmente rígido é extraído da coquilha de lingotamento contínuo 1, sendo que, o casquilho do lingote 13 já formado é apoiado na direção da largura B através de roletes de guia do lingote laterais 14 e 14’.
[0121] Com F1,1 e F2,1, como na fig. 1c, são designadas as forças dos atuadores superiores A1,1 e A2,1 (não representado na fig. 2), as quais, próximo da extremidade no lado de vazamento 3, são transferidas para a respectiva placa de lado estreito 4 ou 4’. De modo correspondente, F1,2 ou F2,2 simbolizam as forças dos atuadores no lado de saída A1,2 ou A2,2.
[0122] Na fig. 3, em um corte normal à direção da espessura D está representada uma metade de uma coquilha de lingotamento con-tínuo 1 de acordo com a invenção até a linha central M, bem como a ligação com técnica de controle a uma unidade de regulagem 8, sendo que, a primeira placa de lado estreito 4 pode ser movimentada com auxílio de dois atuadores A1,1 e A1, 2. A outra metade da coquilha de lingotamento contínuo 1, a qual compreende a segunda placa de lado estreito 4’, bem como os correspondentes atuadores A2,1 e A2, 2 é ligada analogamente à unidade de controle 8 de modo correspondente à primeira metade representada, contudo não representada na fig. 3. Além disso, no exemplo concreto, os atuadores A1, 1 e A1, 2 são executados como cilindros hidráulicos de dupla atuação.
[0123] A fusão de metal 10 líquida, que, durante a fundição por extrusão, é introduzida na coquilha de lingotamento contínuo 1 próximo da extremidade no lado de vazamento 3 superior, forma com sua superfície o nível de fundição 12 em uma distância correspondente à altura do nível de fundição h acima da extremidade no lado de vazamento 3’ inferior da coquilha de lingotamento contínuo 1. Na direção de fundição G abaixo da primeira placa de lado estreito 4 o casquilho do lingote 13 rígido é apoiado por roletes de guia do lingote 14 laterais.
[0124] Próximo da extremidade superior no lado de vazamento 3, o atuador A1,1 agarra na primeira placa de lado estreito 4 e pode des- locar essa placa na direção da largura B, para esse ponto de agarra- mento; de modo análogo a isso, a primeira placa de lado estreito 4 também pode ser deslocada, do mesmo modo, na direção da largura B pelo atuador A1,2, o qual agarra na primeira placa de lado estreito 4 próximo da extremidade inferior no lado de saída 3’.
[0125] Para a detecção da posição momentânea da primeira placa de lado estreito 4, pelos atuadores A1,1 e A1,2 são transmitidos os res-pectivos valores de posição X1,1 e X1,2 para a unidade de regulagem 8, os quais são obtidos por sensores de posição 16 correspondentes do respectivo atuador. Além disso, são detectadas as pressões das duas câmaras de cada cilindro hidráulico de dupla atuação por meio de sen-sores de pressão 11 correspondentes, e são transmitidos à unidade de regulagem 8. A partir da diferença dessas pressões podem ser deter-minadas as forças F1, 1 e F1,2, com as quais os atuadores A1,1 e A1,2 atuam sobre a primeira placa de lado estreito 4.
[0126] Além disso, os atuadores A1, 1 e A1,2 são admitidos por uni dades hidráulicas de acionamento 9 com quantidades correspondentes de líquido hidráulico, de tal modo que os pistões dos atuadores são movimentados de acordo com as posições teóricas Y1,1 e Y1,2 calculadas pela unidade de regulagem 8. As unidades hidráulicas de acionamento 9 podem ser, por exemplo, bombas hidráulicas ou válvulas hidráulicas, as quais colocam à disposição o volume respectivamente necessário de líquido hidráulico. Para a segunda placa de lado estreito 4’ não representada na fig. 3 analogamente valem as execuções em relação às posições reais X2,1 e X2,2 e as forças F2,1 e F2,2 dos atuado- res A2,1 e A2,2 bem como para as posições teóricas Y2,1 e Y2,2 predeterminadas pela unidade de regulagem 8.
[0127] A fig. 4 mostra um exemplo de execução de um circuito de regulagem 15 para o ajuste da conicidade do lado estreito Ks corres-pondente ao processo de acordo com a invenção, sendo que, ao lado da especificação de regulagem 25 propriamente dita, o circuito de re- gulagem 15 compreende uma primeira filtragem 22 cronológica do desvio de regulagem Pdif, bem como uma segunda filtragem 23 em relação aos valores máximos permitidos e uma terceira filtragem 24 com relação a um comportamento de histerese desejado de Ks.
[0128] Para uma coquilha de lingotamento contínuo 1, que com preende uma primeira e uma segunda placa de lado estreito 4 e 4’, um ciclo do circuito de regulagem 15 decorre da forma seguinte: - As forças F1, i transmitidas pelos atuadores A1, i para a pri-meira placa de lado estreito 4, e as forças F2,j transmitidas pelos atuado- res A2,j para a segunda placa de lado estreito 4’ são detectadas em um membro de medição 26, a partir do que, junto com os valores da altura do nível de fundição h e da espessura de fundição d é calculada a grandeza de regulagem do circuito de regulagem 15 em forma de uma pressão de superfície média Pmed (com a pressão como unidade física). Nesse caso, os índices i ou j compreendem a faixa de valores {1, ..., N1} ou {1, ..., N2}, sendo que, N1 ou N2 designam o número dos atua- dores na primeira ou na segunda placa de lado estreito 4 ou 4’. - como grandeza de guia do circuito de regulagem 15 é usada uma pressão de referência Pref a partir da densidade da fusão de metal líquida piiq, da altura do nível de fundição h e de um fator de correção adimensional S. Nesse caso, os valores de h, pliq e S podem ser predeterminados fixamente para cada carga fundida ou também alterados durante o processo de fundição. Em particular, a altura do nível de fundição h atual pode ser detectada com técnica de medição e o valor momentâneo obtido pode ser transmitido ao circuito de regula- gem 15. - O valor atual do desvio de regulagem Pdif do circuito de regulagem 15 é determinado de acordo com: Pdif = Pref — Pmed e é armazenado em uma unidade de regulagem 8 (não representada na fig. 4) e enviado ao regulador 21 do circuito de regulagem 15, sendo que, ao lado da especificação de regulagem 25 propriamente dita, no exemplo em questão o regulador 21 contém uma primeira, uma segunda e uma terceira filtragem 22, 23 e 24. - Na etapa seguinte, a partir do valor atual de Pdif, junto com os valores armazenados do desvio de regulagem das passagens ante-riores através do circuito de regulagem 15, por meio de uma primeira filtragem 22, a qual emprega um filtro ΦT relacionado ao tempo, o qual cerca um período de tempo T passado é determinado um valor filtrado Pdif‘ do desvio de regulagem, sendo que, o filtro ΦT serve para o propó-sito de filtrar desvios de curto prazo e interferências altamente frequen-tes e, desse modo, determinar um valor do desvio de regulagem sua-vizado ao longo do tempo. - na especificação de regulagem 25 do circuito de regula- gem são registrados os valores reais das posições X1, i dos atuadores A1, i da primeira placa de lado estreito 4 e os valores reais das posições X2,j dos atuadores A2,j da segunda placa de lado estreito 4’ com auxílio dos sensores de posição 16 (não representados na fig. 4) e, a partir disso, correspondendo às relações geométricas da coquilha de lingotamento contínuo 1 é determinado um valor real Is para a conici- dade do lado estreito da coquilha de lingotamento contínuo 1. A partir do valor Is e do valor Pdif’ filtrado temporariamente é determinado uma grandeza inicial Ks’ da especificação de regulagem 25, de tal modo que através da atuação dos atuadores A1, i ou A2, j é reagido contra no trecho de regulagem 20 do desvio de regulagem Pdif. - Em seguida, em uma segunda filtragem 23 por meio de um filtro de saturação Φs, o qual contém o limite inferior Ks, min ou limite superior Ks, max permitido como parâmetro para a conicidade do lado estreito Ks é determinado um valor derivado Ks” a partir da grandeza inicial Ks’ da especificação de regulagem 25. Desse modo é evitado que, no caso de desvio de regulagem Pdif grande ou de duração permanente, a conicidade do lado estreito Ks ultrapasse ou não alcance os valores limite especificados, o que, em particular, seria causado no caso de um ajuste proporcional na especificação de regulagem 25. - Em seguida, em uma terceira filtragem 24 por meio de um filtro de histerese ΦH, a partir de um valor Ks'' derivado é determinado o novo valor a ser ajustado para a conicidade do lado estreito Ks, o qual ao mesmo tempo representa a grandeza de ajuste do circuito de regu- lagem 15. Nesse caso, o filtro de histerese ΦH inclui um parâmetro À, o qual descreve o valor limite do filtro de histerese. Esse parâmetro es-tabelece a diferença mínima entre a grandeza de ajuste Ks e o corres-pondente valor real Is, a partir do qual é realmente realizado um ajuste das placas de lado estreito 4 ou 4’. As diferenças abaixo do valor limite À são reprimidas pelo filtro de histerese ΦH, pelo fato de que a grandeza de ajuste Ks é equiparada ao valor real Is. - No trecho de regulagem 20 do circuito de regulagem 15, a partir do novo valor de especificação para a conicidade do lado estreito Ks e da largura de fundição b são determinadas as correspondentes posições teóricas Y1, i ou Y2, j dos atuadores A1, i ou A2, j da primeira ou da segunda placa de lado estreito 4 ou 4’ e é providenciado um ajuste das placas de lado estreito através do ajuste correspondente dos atu- adores, sendo que, o ajuste só é realizado então quando a grandeza de ajuste Kse o correspondente valor real Is são diferentes.
[0129] Embora a invenção tivesse sido ilustrada e descrita em de talhes através de exemplos de execução preferidos, desse modo a in-venção não está limitada pelos exemplos divulgados, e outras variações podem ser derivadas daqui pelo especialista, sem abandonar o âmbito de proteção da invenção. Lista dos números de referência 1 coquilha de lingotamento contínuo 2 , 2' placas de lado largo 3 extremidade no lado de vazamento 3' extremidade no lado de saída 4 primeira placa de lado estreito 4' segunda placa de lado estreito 5 placa de metal 6 , 6' placa de backup do lado estreito 7 , 7' placa de backup do lado largo 8 unidade de regulagem 9 unidade de acionamento hidráulica 10 fusão de metal 11 sensor de pressão, dispositivo para a detecção de força 12 nível de fundição 13 casquilho do lingote 14 , 14' roletes de guia do lingote 15 circuito de regulagem 16 sensor de posição 20 trecho de regulagem 21 regulador 22 primeira filtragem 23 segunda filtragem 24 terceira filtragem 25 especificação de regulagem 26 membro de medição A1, i atuador i da primeira placa de lado estreito A2, j atuador j da segunda placa de lado estreito A1, 1 atuador no lado de vazamento da primeira placa de lado estreito A1, 2 atuador no lado de saída da primeira placa de lado estreito b largura de fundição B direção da largura d espessura de fundição D direção da espessura e distância das placas de lado estreito no lado de vazamento f distância das placas de lado largo no lado de vazamento F1, i força no atuador i da primeira placa de lado estreito F2, j força no atuador j da segunda placa de lado estreito F1, 1 força no atuador no lado de vazamento da primeira placa de lado estreito F1, 2 força no atuador no lado de saída da primeira placa de lado estreito F2, 1 força no atuador no lado de vazamento da segunda placa de lado estreito F2, 2 força no atuador no lado de saída da segunda placa de lado estreito ΦH filtro de histerese ΦS filtro de saturação ΦT filtro referente ao tempo G direção de fundição h altura do nível de fundição H altura da coquilha i índice referente à primeira placa de lado estreito Is valor real da conicidade do lado estreito J índice referente à segunda placa de lado estreito Ks conicidade do lado estreito, tamanho de ajuste Ks' tamanho inicial da regulação das regras Ks'' valor derivado Ks,min valor limite inferior para a conicidade do lado estreito Ks,max valor limite superior para a conicidade do lado estreito À valor limite M linha central N1 número de atuadores da primeira placa de lado estreito N2 número de atuadores da segunda placa de lado estreito Pdif' desvio de regulagem Pdif' valor filtrado do desvio de regulagem, grandeza de entrada da especificação de regulagem Pmed pressão de superfície média, grandeza de regulagem Pref pressão de referência, grandeza de guia piiq densidade da fusão de metal líquida S fator de correção adimensional T período de tempo X1, i posição real do atuador i da primeira placa de lado estreito X2, j posição real do atuador j da segunda placa de lado estreito X1, 1 posição real do atuador no lado de vazamento da primeira placa de lado estreito X1, 2 posição real do atuador no lado de saída da primeira placa de lado estreito X2, 1 posição real do atuador no lado de vazamento da segunda placa de lado estreito X2, 2 posição real do atuador no lado de saída da segunda placa de lado estreito Y1,i posição teórica do atuador i da primeira placa de lado estreito Y2,j posição teórica do atuador j da segunda placa de lado estreito Y 1,1 posição teórica do atuador no lado de vazamento da primeira placa de lado estreito Y 1,2 posição teórica do atuador no lado de saída da segunda placa de lado estreito Y 2,1 posição teórica do atuador no lado de vazamento da segunda placa de lado estreito Y 2,2 posição teórica do atuador no lado de saída da segunda placa de lado estreito

Claims (14)

1. Processo para o ajuste de uma conicidade do lado estreito (Ks) de uma coquilha de lingotamento contínuo (1) para a produção de uma placa de metal (5) com auxílio de, pelo menos, um circuito de regulagem (15), cuja coquilha de lingotamento contínuo (1) compreende uma primeira placa de lado estreito (4) e uma segunda placa de lado estreito (4'), - sendo que, na primeira placa de lado estreito (4) está dis-posta uma infinidade (N1) de atuadores de posição regulada (A1, i), com i e {1, ..., N1}, para o posicionamento da primeira placa de lado estreito (4) e, sendo que, na segunda placa de lado estreito (4') está disposta uma infinidade (N2) de atuadores de posição regulada (A2, j), com j e {1, ..., N2}, para o posicionamento da segunda placa de lado estreito (4') em distância respectivamente diferente em relação à extremidade no lado de vazamento (3) da coquilha de lingotamento contínuo (1), e - sendo que, na direção de atuação de cada atuador (A1, i, A2, j), durante a operação da coquilha de lingotamento contínuo (1) ocorrem forças correspondentes (F1, i, F2, j) com i e {1, ..., N1} e j e {1, ..., N2}, caracterizado pelo fato de que, no caso de uma passagem de ciclo através do, pelo menos um, circuito de regulagem (15), são empregadas - uma pressão de referência (Pref) como grandeza de guia e - uma pressão de superfície média (Pmed) entre as placas de lado estreito (4, 4') e placa de metal (5) é usado como grandeza de regulagem, sendo que, a pressão de superfície média (Pmed) é deter-minada a partir das forças (F1, i, F2, j), e sendo que - um regulador (21) é determinado em função de um desvio de regulagem (Pdif) = (Pref) - (Pmed) como grandeza de entrada, a coni- cidade do lado estreito (Ks) como grandeza de ajuste do circuito de regulagem (15) e sendo que - através de um trecho de regulagem (20), por meio dos atuadores (A1, i, A2, j), a posição da primeira e/ou da segunda placa de lado estreito (4, 4') é ajustada correspondendo à conicidade do lado estreito (Ks).
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a pressão de referência (Pref) ser uma função da densidade (piiq) da fusão de metal líquida (10), de um nível de fundição (h) e de um fator de correção (S) adimensional.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracte-rizado pelo fato de a pressão de superfície média (Pmed) ser definida através da expressão
Figure img0011
com um nível de fundição (h) e uma espessura de fundição (d) da co- quilha de lingotamento contínuo (1).
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de o ajuste de uma conicidade do lado estreito (Ks) comum para a primeira e/ou segunda placa de lado estreito (4, 4') ocorrer simetricamente em relação à direção de fundição (G) da coquilha de lingotamento contínuo (1) sob especificação da posi-ção espacial da linha central (M) da placa de metal (5) em relação às placas de lado largo (2, 2'), bem como, à largura de fundição (b).
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de o regulador (21) compreender uma especificação de regulagem (25) com uma grandeza de entrada (Pdif') derivada do desvio de regulagem (Pdif) e de uma grandeza de saída (Ks') e sendo que, - em cada ciclo do circuito de regulagem (15) as posições reais (X1, i, X2, j) dos atuadores (A1, i, A2, j) são detectadas pelo menos uma da primeira e/ou da segunda placa de lado estreito (4, 4'), - a partir disso é derivado um valor real (Is) da conicidade do lado estreito (Ks) e - em um trecho de regulagem (20) do circuito de regulagem (15), que reproduz o efeito da conicidade do lado estreito (Ks) sobre a pressão de superfície média (Pmed), a conicidade do lado estreito (Ks) através da especificação de posições teóricas correspondentes (Y1, i, Y2, j) para os atuadores (A1, i, A2, j) pelo menos de uma da primeira e/ou da segunda placa de lado estreito (4, 4') é ajustada só então de novo, quando existe uma diferença para o valor real (Is) determinado.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a especificação de regulagem (25) ser Ks' = Is - k . Pdif sendo que, k é um fator de proporcionalidade com uma faixa de valor de 0.001 até 0.1.
7. Processo de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracte- rizado pelo fato de, a partir do desvio de regulagem (Pdif) através de uma primeira filtragem (22), por meio de um filtro relacionado com o tempo (ΦT), ser determinada a grandeza de entrada (Pdif') da especificação de regulagem (25) de acordo com
Figure img0012
sendo que, {Pdif } T é uma quantidade de valores do desvio de regula- gem (Pdif) armazenados, retornados através de um período de tempo T de ciclos precedentes do circuito de regulagem (15).
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado pelo fato de, a partir da grandeza de saída (Ks') da especificação de regulagem (25) através de uma segunda filtragem (23) por meio de um filtro de saturação (ΦS), ser determinado um valor derivado (Ks'') de acordo com
Figure img0013
sendo que, Ks, min é um valor limite inferior e Ks, max é um valor limite superior para a conicidade do lado estreito (Ks).
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 5 a 8, caracterizado pelo fato de através de uma terceira filtragem (24) de um valor (Ks'') derivado a partir da grandeza de saída (Ks') da especificação de regulagem (25) por meio de um filtro de histerese (ΦH) ser determinada a conicidade do lado estreito (Ks) de acordo com
Figure img0014
sendo que, I I designa a formação do valor numérico absoluto e À de-signa o valor limite do filtro de histerese (ΦH).
10. Dispositivo para o ajuste de pelo menos uma conici- dade do lado estreito (Ks) de uma coquilha de lingotamento contínuo (1) para a produção de uma placa de metal (5), em particular, para a realização de um processo como definido em qualquer uma das rei-vindicações 1 a 9, sendo que, a coquilha de lingotamento contínuo (1) compreende uma primeira placa de lado estreito (4) e uma segunda placa de lado estreito (4'), - sendo que, na primeira placa de lado estreito (4) está dis- posta uma infinidade (N1) de atuadores de posição regulada (A1, i) com i e {1, ..., N1} para o posicionamento da primeira placa de lado estreito (4) e na segunda placa de lado estreito (4') está disposta uma infinidade (N2) de atuadores de posição regulada (A2, j), com j e {1, ..., N2} para o posicionamento da segunda placa de lado estreito (4') em distância respectivamente diferente em relação à extremidade no lado de vazamento (3) da coquilha de lingotamento contínuo (1), e - sendo que, o dispositivo dispõe de uma unidade de regu- lagem (8) e dispositivos (11) para a detecção das forças (F1, i, F2, j) com i e {1, ..., N1} e j e {1, ..., N2} que surgem durante a operação da coqui- lha de lingotamento contínuo (1) na direção efetiva dos respectivos atuadores (A1, i, A2, j), caracterizado pelo fato de que a unidade de regulagem (8) está equipada para pelo menos um circuito de regulagem (15), sendo que, o circuito de regulagem (15) apresenta: -uma pressão de referência (Pref) como grandeza de guia e - uma pressão de superfície média (Pmed) entre as placas de lado estreito (4, 4') e a placa de metal (5) como grandeza de regu- lagem, sendo que, a pressão de superfície média (Pmed) pode ser determinada a partir das forças (F1, i, F2, j), - um regulador (21) através do qual em função de um desvio de regulagem (Pdif) = (Pref) - (Pmed) como grandeza de entrada, a conicidade do lado estreito (Ks) pode ser determinada como grandeza de ajuste do circuito de regulagem (15) e - um trecho de regulagem (20) através do qual, por meio dos atuadores (A1, i, A2, j), a posição da primeira e/ou da segunda placa de lado estreito (4, 4') pode ser ajustada correspondendo à conicidade do lado estreito (Ks).
11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracteri-zado pelo fato de pelo menos um dos atuadores (A1, i, A2, j) ser um atu- ador movido hidraulicamente.
12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracteri-zado pelo fato de pelo menos um dos atuadores movidos hidraulicamente (A1, i, A2, j) ser um cilindro hidráulico de dupla atuação.
13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracteri-zado pelo fato de pelo menos um dos atuadores (A1, i, A2, j) possuir um acionamento rotativo elétrico.
14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracteri-zado pelo fato de pelo menos um dos atuadores (A1, i, A2, j) acionados eletricamente ser um motor linear.
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