CH644778A5

CH644778A5 - Device for the automatic control of the start-up operation of a continuous casting installation for metal

Info

Publication number: CH644778A5
Application number: CH1032879A
Authority: CH
Inventors: Boris Isaevich Krasnov; Gennady Alexandrovich Smirnov; Leonid Ivanovich Teder
Original assignee: Vnii Avtom Chernoi Metallurg
Priority date: 1979-11-20
Filing date: 1979-11-20
Publication date: 1984-08-31
Also published as: DE2946843A1; AT381883B; ATA738979A; DE2946843C2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur automatischen Steuerung des Anfahrbetriebs einer Metall-Stranggussanlage, welche die im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmale aufweist. The present invention relates to a device for automatically controlling the start-up operation of a metal continuous casting installation, which has the features listed in the preamble of claim 1.

Bekannt ist bereits eine Einrichtung zur automatischen Steuerung des Anfahrbetriebs einer Metall-Stanggussanlage, welche im Urheberschein der UdSSR Nr. 209 667, Kl. B 22 11/14 beschrieben ist. Diese Einrichtung weist ein Photorelais auf, das den Strahl des der Kokille zufliessenden Metalls anvisiert und ist mit einem Gamma-Relais ausgerüstet, das das durch das flüssige Metall erreichte Niveau in der Kokille fixiert. Ferner ist ein Teilergerät vorhanden, das die Endgeschwindigkeit des Anlaufs von Zuggerüsten bestimmt, und ein Multiplikations- und Teilergerät enthält, das die erforderliche Beschleunigung von Zuggerüsten bestimmt. A device for automatically controlling the start-up operation of a metal continuous casting installation is already known, which is described in the copyright certificate of the USSR No. 209 667, class B 22 11/14. This device has a photo relay that targets the beam of the metal flowing into the mold and is equipped with a gamma relay that fixes the level reached by the liquid metal in the mold. There is also a divider device which determines the final speed of the start of towing towers, and contains a multiplication and divider device which determines the required acceleration of towing towers.

Der Nachteil dieser bekannten Einrichtung besteht darin, dass sie das Wachstumstempo der Ausziehkraft beim Ausziehen des gegossenen Strangs aus der Kokille, das Anstiegstempo der Oberflächentemperatur des gegossenen Strangs beim Austritt aus der Kokille sowie die Abweichung des Tempos der Zunahme der Schwingungsfrequenz der Kokille von dem vorgegebenen Wert nicht berücksichtigt. The disadvantage of this known device is that it increases the growth rate of the pull-out force when the cast strand is pulled out of the mold, the rate of rise of the surface temperature of the cast strand when it leaves the mold and the deviation of the rate of increase in the oscillation frequency of the mold from the predetermined value not considered.

Bekannt ist ferner eine Einrichtung zur automatischen Steuerung des Anfahrbetriebs einer Metall-Stranggussanlage (siehe z.B. das Buch von Sh. M. Margolin «Elektrooborudo-vanie i avtomatizatsiya ustauovok nepreryvnoi razlivli stali» / Elektrische Ausrüstung und Automatisierung von Stahl-Stranggussanlagen, M. Verlag «Metallurgiya», 1969, S.S.70-82), die einen Niveauanzeiger für Metall in der Ko- Also known is a device for automatically controlling the start-up operation of a continuous metal casting system (see, for example, the book by Sh. M. Margolin "Elektrooborudo-vanie i avtomatizatsiya ustauovok nepreryvnoi razlivli stali" / Electrical equipment and automation of continuous steel casting systems, M. Verlag " Metallurgiya », 1969, SS70-82), which uses a level indicator for metal in the

40 kille enthält, an dessen Ausgang eine Signaleinrichtung angeordnet ist. An die Ausgänge der Signaleinrichtung sind ein Elektroantrieb zum Ausziehen des gegossenen Strangs und ein Elektroantrieb einer Vorrichtung zum Schwingen der Kokille angeschlossen, wobei jeder der erwähnten Elektro-45 antriebe mit einem Drehzahlregler und einem Tachogenerator versehen sind. Die Steuerung des Metallzuflusses zur Kokille erfolgt mit Hilfe eines Stellmechanismus, auf welchen der Niveauanzeiger für Metall in der Kokille einwirkt. In der Vorrichtung zum Schwingen der Kokille sind Geber für die so Ausziehkraft beim Strangausziehen aus der Kokille angebracht, die mit einem Normwandler verbunden sind. Contains 40 kille, at the output of which a signal device is arranged. An electric drive for pulling out the cast strand and an electric drive for a device for oscillating the mold are connected to the outputs of the signaling device, each of the electric drives mentioned being provided with a speed controller and a tachometer generator. The metal flow to the mold is controlled with the help of an adjusting mechanism, on which the level indicator for metal in the mold acts. In the device for swinging the mold, sensors for the pull-out force when pulling the strand out of the mold are attached, which are connected to a standard converter.

Die Arbeitsweise der bekannten Einrichtung ist wie folgt: The operation of the known device is as follows:

Die Füllung der Kokille mit flüssigem Metall in der An-55 fahrperiode wird vom Niveauanzeiger für das Metall überwacht, wobei das Erreichen eines bestimmten Niveaus in der Kokille durch das flüssige Metall nach dem Ansprechen der Signaleinrichtung fixiert wird. Diese schaltet den Elektroantrieb zum Ausziehen des gegossenen Strangs und den Elek-60 troantrieb der Vorrichtung zum Schwingen der Kokille ein. Die genannten Elektroantriebe beginnen anzulaufen mit einer Geschwindigkeit, die durch Einstellung ihrer Drehzahlregler bestimmt wird, und diese Geschwindigkeit wird durch das von ihren Tachogeneratoren kommende Rückführungs-65 signal stabilisiert. Hierbei wird die Kraft des Strangausziehens aus der Kokille kontrolliert. Gleichzeitig schaltet sich ein Niveauregler für Metall in der Kokille ein, der, Indem er mit Hilfe des Stellmechanismus auf den Metalizufluss zur The filling of the mold with liquid metal in the start-up period is monitored by the level indicator for the metal, the reaching of a certain level in the mold being fixed by the liquid metal after the signal device has responded. This switches on the electric drive for pulling out the cast strand and the electric drive of the device for swinging the mold. The aforementioned electric drives start to run at a speed which is determined by the setting of their speed controllers, and this speed is stabilized by the feedback 65 signal coming from their tachogenerators. The force of pulling the strand out of the mold is checked. At the same time, a level controller for metal in the mold switches on, which, by using the adjusting mechanism, points to the metal inflow

Kokille einwirkt, das Niveau des Metalls bei einem vorgegebenen Wert stabilisiert. Mold acts, the level of the metal stabilizes at a given value.

Der Nachteil der bekannten Einrichtung besteht darin, dass bei der im voraus bestimmten Zunahme der Schwingungsfrequenz der Kokille und bei der Zunahme der Ausziehgeschwindigkeit des Strangs die Zunahme der Ausziehkraft beim Strangausziehen aus der Kokille,sowie die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs an der Strangoberfläche nicht berücksichtigt wird, was zum «Hängenbleiben» der Stranghülle in der Kokille, zum unzulässigen Erhitzen der Stranghülle und zum nachfolgenden Durchbruch des flüssigen Metalls in der Anlage führen kann. The disadvantage of the known device is that with the predetermined increase in the oscillation frequency of the mold and with the increase in the pulling speed of the strand, the increase in the pulling force when pulling the strand out of the mold, and the speed of the temperature rise on the surface of the strand are not taken into account, which can lead to the strand casing becoming “caught” in the mold, to inadmissible heating of the strand casing and to the subsequent breakthrough of the liquid metal in the system.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Behebung der vorerwähnten Nachteile. The purpose of the present invention is to remedy the aforementioned disadvantages.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung zur automatischen Steuerung des Anfahrbetriebes einer Metall-Stranggussanlage auf solche Weise zu vervollkommnen, dass die Betriebssicherheit der Metall-Stranggussanlage erhöht und die Ausbeute an brauchbarem Metall vergrössert wird. The object of the invention is to perfect the device for automatically controlling the start-up operation of a metal continuous casting installation in such a way that the operational safety of the metal continuous casting installation is increased and the yield of usable metal is increased.

Die gestellte Aufgabe wird mit der Einrichtung gelöst, welche die im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Anspruches 1 aufgeführten Merkmale aufweist. The object is achieved with the device having the features listed in the characterizing part of independent claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Einrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Further advantageous designs of the device are defined in the dependent claims.

Im folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele mit Bezugnahmen auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen: The invention is explained below by means of exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:

Fig. leine erste Ausführung der Einrichtung in schemati-scher Darstellung, Fig. Leine first embodiment of the device in a schematic representation,

Fig. 2 eine Variante der Ausführung nach Fig. 1 und Fig. 2 shows a variant of the embodiment of Fig. 1 and

Fig. 3 eine weitere Variante der Einrichtung ebenfalls in schematischer Darstellung. Fig. 3 shows another variant of the device also in a schematic representation.

Die erfindungsgemässe Einrichtung zur automatischen Steuerung des Anfahrbetriebs einer Metall-Stranggussanlage enthält einen Niveauanzeiger 1 für Metall in einer Kokille 2 (Fig. 1). Am ersten Ausgang des Niveauanzeigers 1 liegt eine Signaleinrichtung 3, deren Ausgang über einen Drehzahlregler 4 an einen Elektroantrieb 5 zum Ausziehen des gegossenen Strangs und über einen Drehzahlregler 6 an einen Elektroantrieb 7 einer Vorrichtung zum Schwingen der Kokille 2 angeschlossen ist. Am Ausgang eines jeden der erwähnten Elektroantriebe 5 und 7 sind jeweilige Tachogeneratoren 8 und 9 angeordnet. The device according to the invention for automatically controlling the start-up operation of a metal continuous casting installation contains a level indicator 1 for metal in a mold 2 (FIG. 1). At the first output of the level indicator 1 there is a signal device 3, the output of which is connected via a speed controller 4 to an electric drive 5 for pulling out the cast strand and via a speed controller 6 to an electric drive 7 of a device for oscillating the mold 2. At the output of each of the mentioned electric drives 5 and 7, respective tachometer generators 8 and 9 are arranged.

Der zweite Ausgang des Niveauanzeigers 1 ist mit einem der Eingänge eines Niveaureglers 10 für das Metall in der Kokille 2 verbunden. Der Regler 10 steuert über einen Stellmechanismus 11 den Metalizufluss zur Kokille 2, wobei der zweite Eingang des Niveaureglers 10 für Metall mit dem Tachogenerator 8 in Verbindung steht. Unter der Kokille 2 sind zwei Geber 12 angebracht, die über einen Normierwandler 13 und ein Differenzierglied 14 für die Änderung der Geschwindigkeit der Strangausziehkraft mit einem Eingang eines algebraischen Addiergliedes 15 für die Strangausziehkraft verbunden sind, während der andere Eingang des algebraischen Addiergliedes 15 an einen Sollwertgeber 16 zur Beeinflussung der Änderung der Geschwindigkeit mit welcher die Strangausziehkraft geändert wird, angeschlossen ist. Der Ausgang des algebraischen Addiergliedes 15 ist über eine Begrenzungsschaltung 17 an den zweiten Eingang des Elektroantriebs 5 zum Ausziehen des gegossenen Strangs angeschlossen. The second output of the level indicator 1 is connected to one of the inputs of a level controller 10 for the metal in the mold 2. The controller 10 controls the flow of metal to the mold 2 via an adjusting mechanism 11, the second input of the level controller 10 for metal being connected to the tachometer generator 8. Under the mold 2, two sensors 12 are attached, which are connected via a scaling converter 13 and a differentiator 14 for changing the speed of the strand extraction force to an input of an algebraic adder 15 for the strand extraction force, while the other input of the algebraic adder 15 is connected to a setpoint generator 16 is connected to influence the change in the speed at which the strand pull-out force is changed. The output of the algebraic adder 15 is connected via a limiting circuit 17 to the second input of the electric drive 5 for pulling out the cast strand.

Die beschriebene Einrichtung zur automatischen Steuerung des Anfahrbetriebs einer Metall-Stranggussanlage arbeitet folgendermassen: The described device for automatically controlling the start-up operation of a metal continuous casting system works as follows:

Die Kokille 2 wird so lange mit Metall gefüllt, bis der durch den Niveauanzeiger 1 überwachte Metallstand so hoch ist, dass die Signaleinrichtung 3 anspricht. The mold 2 is filled with metal until the metal level monitored by the level indicator 1 is so high that the signaling device 3 responds.

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Diese setzt die Elektroantriebe 5 und 7 in Betrieb, welcher durch die Regler 4 und 6 bestimmt wird. Das Niveau des Metalls in der Kokille 2 wird durch den Niveauregler, über den Stellmechanismus 11 stabilisiert. Ein vom Tachogenerator 8 kommendes Signal gestattet es, den Stabilisie-rungsprozess zu beschleunigen. This puts the electric drives 5 and 7 into operation, which is determined by the controllers 4 and 6. The level of the metal in the mold 2 is stabilized by the level regulator, via the adjusting mechanism 11. A signal coming from the tachometer generator 8 allows the stabilization process to be accelerated.

Im Zuge des Anfahrvorganges senden die Geber 12, welche die Strangausziehkraft anzeigen, ein Signal an den Normierungswandler 13, wo dieses Signal normiert, dem Differenzierglied 14 weitergeleitet wird. Dieses Signal ist für die Geschwindigkeit verantwortlich, mit welcher die Strangausziehkraft verändert wird. Diese Geschwindigkeit wird im algebraischen Addierglied 15 mit einer vorbestimmten, am Sollwertgeber 16 eingestellten Geschwindigkeit verglichen. Wird eine Abweichung festgestellt, so entsteht ein Abweichungssignal und gelangt zur Begrenzungsschaltung 17, welche den Elektroantrieb 5 so beeinflusst, dass eine Zunahme der Strangausziehgeschwindigkeit verhindert wird, wenn diese Geschwindigkeit die vorbestimmte Geschwindigkeit übersteigt. In the course of the start-up process, the transmitters 12, which display the strand pulling force, send a signal to the standardization converter 13, where this signal is normalized, is forwarded to the differentiator 14. This signal is responsible for the speed with which the strand extraction force is changed. This speed is compared in the algebraic adder 15 with a predetermined speed set on the setpoint generator 16. If a deviation is determined, a deviation signal is generated and reaches the limiting circuit 17, which influences the electric drive 5 in such a way that an increase in the speed of pulling out the strand is prevented if this speed exceeds the predetermined speed.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Anlage ist es manchmal notwendig in der Anfahrperiode die Zunahme der Schwingungsfrequenz der Kokille zu überwachen. To increase the operational safety of the system, it is sometimes necessary to monitor the increase in the vibration frequency of the mold during the start-up period.

Dazu wird die Begrenzungsschaltung 17 (Fig. 2) an den Elektroantrieb 7 der Vorrichtung zum Schwingen der Kokille 2 angeschlossen. For this purpose, the limiting circuit 17 (FIG. 2) is connected to the electric drive 7 of the device for oscillating the mold 2.

In diesem Fall gelangt das durch die Begrenzungsschaltung 17 laufende Abweichungssignal auf den Elektroantrieb 7 der Vorrichtung zum Schwingen der Kokille 2 und verhindert dadurch die Zunahme der Schwingungsfrequenz der Kokille 2, solange die Zunahme der Strangausziehkraft die vorbestimmte Geschwindigkeit übersteigt. Im übrigen ist die Arbeitsweise der Einrichtung gemäss Fig. 2 der Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung ähnlich. In this case, the deviation signal passing through the limiting circuit 17 reaches the electric drive 7 of the apparatus for vibrating the mold 2 and thereby prevents the vibration frequency of the mold 2 from increasing as long as the increase in the strand pulling force exceeds the predetermined speed. Otherwise, the mode of operation of the device according to FIG. 2 is similar to the mode of operation of the device shown in FIG. 1.

Es ist ferner möglich, die Begrenzungsschaltung 17 gleichzeitig an die Elektroantriebe 5 und 7 anzuschliessen, wobei der Anschluss an den Elektroantrieb 5 in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist. It is also possible to connect the limiting circuit 17 to the electric drives 5 and 7 at the same time, the connection to the electric drive 5 being shown in broken lines in FIG. 2.

In diesem Fall gelangt das durch die Begrenzungsschaltung laufende Abweichsignal zu den Elektroantrieben 5 und 7 und verhindert dadurch sowohl die Zunahme der Ausziehgeschwindigkeit beim Strangausziehen aus der Kokille, als auch die Zunahme der Schwingungsfrequenz der Kokille 2, solange die Strangausziehkraft mit einer Geschwindigkeit zunimmt, welche die vorbestimmte Geschwindigkeit übersteigt. In this case, the deviation signal passing through the limiting circuit reaches the electric drives 5 and 7 and thereby prevents both the increase in the pull-out speed when pulling the strand out of the mold and the increase in the oscillation frequency of the mold 2 as long as the pull-out force increases at a speed which exceeds a predetermined speed.

Zur Erhöhung der Betriebssicherheit der Anlage ist es in der Anfahrperiode manchmal notwendig, die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs an der Strangoberfläche unterhalb der Kokille zu überwachen. To increase the operational safety of the system, it is sometimes necessary to monitor the speed of the temperature rise on the surface of the strand below the mold during the start-up period.

In diesem Fall wird die in Fig. 1 abgebildete Einrichtung zusätzlich mit einer Kette versehen, die aus einem Geber 18 für die Temperatur der Strangoberfläche unterhalb der Kokille 2 (Fig. 3) besteht, dessen Ausgang mit einem weiteren Differenzierglied 19 für die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs verbunden ist. Der Ausgang des weiteren Differenziergliedes 19 ist an einen der Eingänge eines zusätzlichen algebraischen Addiergliedes 20 angeschlossen. Der andere Eingang des zusätzlichen algebraischen Addiergliedes 20 ist mit einem Sollwertgeber 21 verbunden, welcher die Grenzgeschwindigkeit des Temperaturanstiegs angibt, während der Ausgang des zusätzlichen algebraischen Addiergliedes 20 an den Eingang einer Begrenzungsschaltung 22 angeschlossen ist. Der Ausgang dieser Schaltung 22 ist mit dem Eingang des algebraischen Addiergliedes 15 der Strangausziehkraft verbunden. In this case, the device shown in Fig. 1 is additionally provided with a chain, which consists of a sensor 18 for the temperature of the strand surface below the mold 2 (Fig. 3), the output of which with a further differentiator 19 for the rate of temperature rise connected is. The output of the further differentiator 19 is connected to one of the inputs of an additional algebraic adder 20. The other input of the additional algebraic adder 20 is connected to a setpoint generator 21, which indicates the limit speed of the temperature rise, while the output of the additional algebraic adder 20 is connected to the input of a limiting circuit 22. The output of this circuit 22 is connected to the input of the algebraic adder 15 of the strand extraction force.

In diesem Fall arbeitet die Einrichtung wie folgt: In this case, the facility works as follows:

Ein vom Geber 18 für die Temperatur der Strangoberflä- One of the sensors 18 for the temperature of the strand surface

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

644778 644778

che kommendes Signal läuft durch das Formglied 19 und gelangt auf das zusätzliche algebraische Addierglied 20, wo das Signal mit dem vorbestimmten Signal verglichen wird, welches vom Sollwertgeber 21 in das Addierglied 20 eingespie-sen wird. The incoming signal passes through the form element 19 and arrives at the additional algebraic adder element 20, where the signal is compared with the predetermined signal which is fed into the adder element 20 by the setpoint generator 21.

Das durch die Abweichung gebildete Signal gelangt vom Ausgang des Addiergliedes 20 in die Begrenzungsschaltung 22, welche die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs begrenzt. Von der Begrenzungsschaltung 22 wird das Signal dem algebraischen Addierglied 15 zugeführt. The signal formed by the deviation passes from the output of the adder 20 into the limiting circuit 22, which limits the speed of the temperature rise. The signal from the limiting circuit 22 is supplied to the algebraic adder 15.

Im übrigen entspricht die Arbeitsweise der Einrichtung gemäss Fig. 3 der Arbeitsweise der Einrichtung nach Fig. 1 und Fig. 2. Otherwise, the mode of operation of the device according to FIG. 3 corresponds to the mode of operation of the device according to FIGS. 1 and 2.

In der beschriebenen Weise wird es ermöglicht, die Strangausziehgeschwindigkeit nicht nur in Abhängigkeit der 5 Geschwindigkeit der Änderung der Ausziehkraft, sondern auch in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs zu begrenzen. In the manner described, it is possible to limit the strand pull-out speed not only as a function of the speed of the change in the pull-out force, but also as a function of the speed of the temperature rise.

Die Einrichtung zur automatischen Steuerung des Anfahrbetriebs einer Metall-Stranggussanlage bietet die Mogio lichkeit, die Häufigkeit von Strangdurchbrüchen wesentlich zu verringern und dadurch Metallverluste zu vermindern. The device for automatically controlling the start-up operation of a continuous metal casting system offers the possibility of significantly reducing the frequency of strand breaks and thereby reducing metal losses.

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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

644 778 PATENT CLAIMS

1. Device for automatically controlling the start-up operation of a metal continuous casting installation, comprising a level indicator (1) for the metal in the mold (2), a signal device (3) which is connected to an output of the level indicator (1), one for pulling out of the cast strand certain electric drive (5), the input of which is connected to the output of the signaling device (3), an electric drive (7) for oscillating the mold (2) which is connected to the output of the signaling device (3), each of the Electric drives (5, 7) with a speed controller (6) and a tachometer generator (8, 9) is provided, a level controller (10) for the metal in the mold (2), which operates on an adjusting mechanism (11) that controls the flow of metal to the mold. acts and encoder (12) for the pulling force when pulling the strand from the mold, which are attached in the device for vibrating the mold and connected to a standard converter (13), characterized in that at the Ausg a differentiating element (14) is connected to the standard converter (13), which influences the speed at which the pulling force changes when the strand is pulled out of the mold (2), the output of the differentiating element (14) having an input of an algebraic adding element (15 ) for the strand extraction force, while the other input of the adder (15) is connected to the output of a setpoint device (16), which influences the speed at which the strand extraction force changes, while the output of the adder (15) with one Limiting circuit (17) is connected, the output of which is connected to the input of at least one of the electric drives (5, 7).

2. Device according to claim 1, characterized in that the limiting circuit (17) is connected to the electric drive (5) for pulling out the cast strand and regulates the speed of strand pulling as a function of the increase in the strand pulling force so that it is less than or equal to one The specified value 5 remains.

3. Device according to claim 1, characterized in that the limiting circuit (17) to the electric drive (7) of the device for vibrating the mold (2) is connected and the oscillation frequency of the mold (2)

io regulates in such a way that the speed of the increase in strand extraction force remains less than or equal to a predetermined frequency.

4. Device according to claim 1, characterized in that the limiting circuit (17) simultaneously to the

15 electric drive (5) for pulling out the cast strand and connected to the electric drive (7) of the device for swinging the mold.

5. Device according to claims 1 and 2, characterized in that it has a sensor (18) for the temperature

2o of the strand surface below the mold (2), the output of which is connected to a further differentiating element (19) for the rate of temperature rise, which shaped element (19) is connected to the input of an additional algebraic adder (20), the 25 with its other input is connected to a setpoint generator (21) for the limit speed of the temperature rise, while the output of the additional algebraic adder (20) is connected to the input of a limiting circuit (22) which limits the speed 3o of the temperature rise at the strand surface, whereby the output of the limiting circuit (22) is connected to the algebraic adder (15) of the strand extraction force and regulates the speed of the strand temperature rise.