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PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Regelung der Sekundärkühlung in einer Stranggiessanlage mit chargenweiser Schmelzezufuhr über einen Zwischenbehälter, welche Vorrichtung Regler (3) für die den einzelnen Sektionen der Sekundärkühlzone zuzuführenden Kühlwassermenge, wobei an den Eingang jedes Reglers ein erster Sollwerteinsteller (4) angeschlossen ist; ein Messgerät (13) zum Messen der Giessgeschwindigkeit, das auf die ersten Sollwerteinsteller (4) einwirkt; ein Thermoelement (6), das die Temperatur des flüssigen Metalls, welches der Anlage zugeführt wird, misst; einen Messwertumformer (7) mit einem Speicher, um die von dem Thermoelement (6) gemessene Temperatur des flüssigen Metalls als Einheitssignal zu speichern;
einen algebraischen Addierer (8), von dem ein Eingang mit dem Messwertumformer (7) verbunden ist und der zweite Eingang an einen zweiten Sollwerteinsteller (9) für die Solltemperatur des flüssigen Metalls angeschlossen ist, und der am Ausgang ein Signal abgibt, das die Differenz zwischen dem Sollwert der Temperatur des flüssigen Metalls und dem Istwert der Temperatur des Metalls, das der Anlage zugeführt wird, darstellt, und eine Einrichtung (11) aufweist, um das Signal proportional der Temperaturdifferenz an die ersten Sollwerteinsteller (4) der einzelnen Sektionen der Sekundärkühlzone anzulegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ferner eine Einrichtung (19) zum Öffnen des Dosierorganes einer neuen Pfanne, an deren Eingang ein Signalgeber (16) angeschlossen ist, um das Einfüllen von flüssigem Metall in den Zwischenbehälter (1) festzustellen und ein Signal abzugeben,
einen zweiten Messwertumformer (17) von dem ein Eingang mit dem Ausgang des Signalgebers (16) verbunden ist; einen Messwertgeber (18) für das Gewicht des in den Zwischenbehälter (1) vorhandenen Metalles, dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des zweiten Messwertumformers (17) verbunden ist, um die das Gewicht des im Zwischenbehälter (1) beim Öffnen des Dosierorganes einer neuen Pfanne (2) vorhandenen Metalles darstellende Grösse zu speichern, einen zweiten Addierer (14), an dessen Eingängen die Messgeräte (13) zum Messen der Giessgeschwindigkeit in allen Strangführungen (5) angeschlossen sind;
einen Integrator (15), der das Flächenintegral der Vorschubgeschwindigkeit über die Zeit bildet, um den von der ersten Metallteilmenge aus der neuen Schmelze seit dem Zeitpunkt des Öffnens des Dosierorganes einer neuen Pfanne (2) zurückgelegten Weg zu bestimmen, wobei an den ersten Eingang des Integrators (15) der Ausgang des zweiten Addierers (14), und an den zweiten Eingang des Integrators (15) der Ausgang des Signalgebers (16) angeschlossen sind; einen dritten Addierer (20), bei dem an einem Eingang der Ausgang des Integrators (15) und am anderen Eingang der Ausgang des zweiten Messwertumformers (17) angeschlossen sind;
einen zweiten Signalgeber (21), der bei Entleerung des Zwischenbehälters ein Signal abgibt, an dessen Eingang der Ausgang des zweiten Addierers (20) angeschlossen ist, einen zweiten Integrator (22) für je eine Strangführung, bei dem an einem Eingang ein Messgerät (13) zum Messen der Giessgeschwindigkeit in dieser Strangführung, an einem zweiten Eingang der Ausgang des zweiten Signalgebers (21) und an einem dritten Eingang der Ausgang des erstgenannten Signalgebers (16) angeschlossen sind; einen Begrenzer (10) an dessen Eingang der Ausgang des Addierers (8) angeschlossen ist; eine zweite Einrichtung (23), die Signale abgibt, die den von der ersten Metallteilmenge aus der neuen Charge zurückgelegten Weg darstellen, und an deren Eingang der Ausgang des zweiten Integrators (22) angeschlossen ist;
einen dritten Addierer (24) für die einzelnen Sektionen der Sekundärkühlzone, bei dem an den ersten Eingang ein Ausgang der zweiten Einrichtung (23) angeschlossen ist; einen dritten Sollwerteinsteller (25) für den Abstand (Z1, Z2, Z3) des Endes jeder Sektion, der an den zweite ten Eingang des dritten Addierers (24) angeschlossen ist; einen zweiten Signalgeber (26) für jede Sektion, der den Zeitpunkt angibt, an dem die erste Metallteilmenge der neuen Charge aus der jeweiligen Sektion austritt, wobei an den Eingang dieses zweiten Signalgebers der Ausgang des dritten Addierers (24) angeschlossen ist;
einen Schalter (12) für jede Sektion der Sekundärkühlzone, dessen Ausgang mit dem Eingang des ersten Sollwerteinstellers (4) verbunden ist, und einen vierten Sollwerteinsteller (27) für ein konstantes Korrektursignal aufweist, der an den ersten Eingang des Schalters (12) angeschlossen ist, wobei am zweiten Eingang des Schalters (12) der Ausgang des zweiten Signalgebers (26) jeder Sektion und am dritten Eingang des Schalters (12) der Ausgang der ersten Einrichtung (11) angeschlossen sind, aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingang des ersten Sollwerteinstellers (4) eine elektrische Schaltung (28) angeschlossen ist, die die Kühlwassermenge in Abhängigkeit der Temperatur an der Oberfläche des Stranges verändert, und dass die elektrische Schaltung (28) eine Vergleichseinheit (29) enthält, bei der an einem Eingang ein Messgerät (30) zum Messen der Temperatur an der Oberfläche des Stranges am Ausgang aus jeder Kühlsektion und am anderen Eingang ein fünfter Sollwerteinsteller (31) für die Temperatur der Oberfläche des Stranges der entsprechenden Kühlsektion angeschlossen sind; weiterhin einen vierten Addierer (32) enthält, dessen Ausgang mit dem Eingang des fünften Sollwerteinstellers (31) verbunden ist;
und einen Einsteller (33) aufweist, von dem der Aus gang an einem Eingang des vierten Addierers (32) ange schlossen ist, und an den anderen Eingang eine Radizierein richtung (34) angeschlossen ist, wobei an den Eingang der
Radiziereinrichtung (34) ein Signal aus dem Messgerät (13) zum Messen der Giessgeschwindigkeit anlegbar ist, der mit dem Eingang des ersten Sollwerteinstellers (4) verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur
Regelung der Sekundärkühlung in einer Stranggiessanlage mit chargenweiser Schmelzzufuhr über einen Zwischenbe hälter, welche Vorrichtung Regler für die einzelnen Sektio nen der Sekundärkühlzone zuzuführenden Kühlwassermen ge, wobei an den Eingang jedes Reglers ein erster Sollwert einsteller angeschlossen ist; ein Messgerät zum Messen der
Giessgeschwindigkeit, das auf die genannten Sollwerteinstel ler einwirkt; ein Therrnoelement, das die Temperatur des flüssigen Metalls, welches der Anlage zugeführt wird, misst; einen Messwertumformer mit einem Speicher, um die von dem Thermoelement gemessene Temperatur des flüssigen
Metalls als Einheitssignal zu speichern;
einen algebraischen
Addierer, von dem ein Eingang mit dem Messwertumformer verbunden ist und der zweite Eingang an einen zweiten Soll werteinsteller für die Solltemperatur des flüssigen Metalls angeschlossen ist, und der am Ausgang ein Signal abgibt, das die Differenz zwischen dem Sollwert der Temperatur des flüssigen Metalls und dem Istwert der Temperatur des Me talls, das der Anlage zugeführt wird, darstellt, und eine Ein richtung aufweist, um das Signal proportional der Tempera turdifferenz an die ersten Sollwerteinsteller der einzelnen
Sektionen der Sekundärkühlzone anzulegen.
Es ist eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung der
Kühlung eines Stranges in Stranggiessanlagen (AT-PS
188 452) bekannt, die aus Reglern für das zu den einzelnen
Sektionen der Sekundärkühlzone zuzuführende Kühlwasser, Sollwerteinstellern und einem Messgerät zum Messen der Giessgeschwindigkeit besteht, das auf die genannten Sollwerteinsteller bei Abweichungen der Giessgeschwindigkeit einwirkt.
Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, dass eine Korrektur der Kühlwassermenge abhängig von der Temperatur des flüssigen Metalls in der Pfanne nicht vorgesehen ist.
Es ist ferner eine Vorrichtung zur Regelung der Sekundärkühlung in einer Stranggiessanlage (s. das Buch von B.I.
Krasnow Optimale Steuerung der Betriebsdaten beim Strahlstranggiessen , Verlag Metallurgie M. 1975, Seiten 258-259) bekannt, die Regler aufweist für die den einzelnen Sektionen der Sekundärkühlzone zuzuführenden Kühlwassermenge, wobei an den Eingang jedes Reglers ein Sollwerteinsteller angeschlossen ist; ein Messgerät aufweist zum Messen der Giessgeschwindigkeit, das auf die genannten Sollwerteinsteller einwirkt; ein Thermoelement aufweist, das die Temperatur des flüssigen Metalls, welches der Anlage zugeführt wird, misst; einen Messwertumformer mit einem Speicher aufweist, um die von dem Thermoelement gemessene Temperatur des flüssigen Metalls als Einheitssignal zu speichern;
einen algebraischen Addierer aufweist, von dem ein Eingang mit dem Messwertumformer verbunden ist, und der zweite Eingang an einen Sollwerteinsteller für die Solltemperatur des flüssigen Metalls angeschlossen ist, und der am Ausgang ein Signal abgibt, das die Differenz zwischen dem Sollwert der Temperatur des flüssigen Metalls und dem Istwert der Temperatur des Metalls, das der Anlage zugeführt wird, darstellt und eine Einrichtung aufweist, um das Signal proportional der Temperaturdifferenz an die Sollwerteinsteller der einzelnen Sektionen der Sekundärkühlzone anzulegen.
Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, dass sich beim Stranggiessen des Metalls mit chargenweiser Schmelzezufuhr die gemessene Temperatur des flüssigen Metalls, das der Anlage zum Metallstranggiessen (zum Zeitpunkt, wo sich die neu angekommene Pfanne in der Arbeitsstellung befindet) zugeführt wird, von der Temperatur des flüssigen Metalls aus der vorhergehenden Charge, die noch in der Anlage verarbeitet wird, wesentlich unterscheiden kann. In diesem Fall werden an die Sollwerteinsteller der Regler für die einzelnen Sektionen aus einer Einrichtung neue Korrektursignale angelegt, und zwar zu der Zeit, wo sie gar nicht erforderlich sind.
Aus diesem Grunde wird eine bedeutende Metallmenge aus der vorhergehenden Charge, die in dem Zwischenbehälter, Kühlkokillen und in der Rollenführung der Sekundärkühlung verbleibt, in eine Lage versetzt, in der die Abkühlungsbedingungen den wärmephysikalischen Parametern des Metalls der vorhergehenden Charge nicht entsprechen.
Unter diesen Bedingungen entstehen im Strang unzulässige Wärmespannungen, die zu Verletzungen des Innengefüges des Stranges führen. Ein solcher Betriebszustand besteht solange, bis die ganze Anlage mit Metall aus der neuen Charge gefüllt ist.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung des oben erwähnten Nachteils.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, eine Vorrichtung zur Regelung der Sekundärkühlung in einer Stranggiessanlage mit chargenweiser Schmelzezufuhr über einen Zwischenbehälter zu schaffen, die eine Verbesserung der Homogenität des Innengefüges des Stranges und eine Verbesserung der Qualität desselben durch eine zweckmässigere Verteilung des zu den einzelnen Sektionen der Sekundärkühlzone zuzuführenden Kühlwassers unter der Berücksichtigung der Temperaturführung der vorhergehenden und der nachfolgenden Charge gewährleistet.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Durch eine solche Vorrichtung wird eine Verbesserung der Homogenität des Innengefüges des Stranges und eine Verbesserung seiner Qualität gewährleistet.
Es ist von Vorteil, wenn am Eingang des ersten Sollwerteinstellers eine elektrische Schaltung angeschlossen ist, die die Kühlwassermenge in Abhängigkeit der Temperatur an der Oberfläche des Stranges verändert, und wenn die elektrische Schaltung eine Vergleichseinheit enthält, bei der an einem Eingang ein Messgerät zum Messen der Temperatur an der Oberfläche des Stranges am Ausgang aus jeder Kühlsektion und am anderen Eingang ein fünfter Sollwerteinsteller für die Temperatur der Oberfläche des Stranges der entsprechenden Kühlsektion angeschlossen sind; weiterhin einen vierten Addierer enthält, dessen Ausgang mit dem Eingang des fünften Sollwerteinstellers verbunden ist;
und einen Einsteller aufweist, von dem der Ausgang an einem Eingang des vierten Addierers angeschlossen ist, und an den anderen Eingang eine Radiziereinrichtung angeschlossen ist, wobei an den Eingang der Radiziereinrichtung ein Signal aus dem Messgerät zum Messen der Giessgeschwindigkeit anlegbar ist, der mit dem Eingang des ersten Sollwerteinstellers verbunden ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. - Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Regelung der sekundären Abkühlung eines Stranges in einer Stranggiessanlage, und
Fig. 2 ein Blockschema, das den Kühlwasserverbrauch in Abhängigkeit der Temperatur an der Oberfläche des Stranges am Ausgang jeder Sektion der Sekundärkühlzone korrigiert.
Die Vorrichtung, bei der das flüssige Metall über eine Pfanne 2 einem Zwischenbehälter 1 zugeführt wird, enthält Regler 3 für die den einzelnen Sektionen der Sekundärkühlzone zuzuführende Kühlwassermenge. An die Eingänge dieser Regler sind Sollwerteinsteller 4 angeschlossen.
Die Anzahl der Regler 3 und der Sollwerteinsteller 4 ist von der Anzahl der Sektionen abhängig, die entlang der Strangführung 5 vorgesehen sind.
In die Pfanne 2 ist ein Thermoelement 6 einführbar, das an den Eingang eines Messwertumformers 7 mit einem Speicher angeschlossen ist. Der Ausgang des Umformers ist an einen Eingang eines algebraischen Addierers 8 angeschlossen. An den anderen Eingang des Addierers 8 ist ein zweiter Sollwerteinsteller 9 für die Temperatur des flüssigen Metalls angeschlossen. Der Ausgang des Addierers 8 ist an den Eingang eines Begrenzers 10 angeschlossen. Der Ausgang des Begrenzers 10 ist mit einem Verteiler 11 der Signale verbunden, dessen Ausgänge an Schalter 12 verschiedener Sektionen angeschlossen sind. Der Ausgang jedes Schalters 12 ist an den Sollwerteinsteller 4 angeschlossen. Dieser dient zur Vorgabe des Ausgangsverbrauchs an Kühlwasser der jeweiligen Kühlsektion. Dieser Ausgangsverbrauch entspricht der vorgegebenen Soll-Giessgeschwindigkeit.
An jeder Strangführung 5 sind Messgeräte 13 zum Messen der Giessgeschwindigkeit angeordnet, deren Ausgänge mit den Eingängen entsprechender Addierer 14 verbunden sind. Die Anzahl der Eingänge jedes Addierers 14 ist gleich der Anzahl der Strangführungen. Der Ausgang jedes Addierers 14 ist an einen Eingang eines Integrators 15 angeschlossen. Der andere Eingang des Integrators 15 ist mit einem Ausgang eines Signalgebers 16 verbunden. Der andere Ausgang des Signalgebers 16 ist an einen zusätzlichen Messwert umformer 17 angeschlossen, der mit dem Messwertgeber 18 für das Gewicht der im Zwischenbehälter 1 vorhandenen Schmelze verbunden ist und unterhalb des Zwischenbehälters 1 angeordnet ist. Der Eingang des Signalgebers 16 ist an eine Einrichtung 19 zum Öffnen des Dosierorganes der Pfanne 2 angeschlossen.
Der Ausgang des Integrators 15 ist mit einem Eingang eines zweiten Addierers 20 verbunden. Am anderen Eingang des Addierers 20 ist der zusätzliche Messwertumformer 17 angeschlossen. Der Ausgang des zweiten Addierers 20 ist mit einem Signalgeber 21 verbunden, der bei Entleerung des Zwischenbehälters 1 ein Signal abgibt. Die anderen Ausgänge des Signalgebers 21 sind an die Strangführung 5 der Anlage angeschlossen. An den Ausgang des Signalgebers 21 ist ein zweiter Integrator 22 angeschlossen. Ein weiterer Eingang des Integrators 22 ist mit dem Messgerät 13 zum Messen der Geschwindigkeit und ein dritter Eingang ist mit dem Signalgeber 16 verbunden.
Der Ausgang des zweiten Integrators 22 ist mit dem Eingang einer Einrichtung 23 verbunden, die das Eingangssignal vervieltältigt, um dieses auf Addierer 24 aller Kühlsektionen zu verteilen. Ein weiterer Eingang von jedem dritten Addierer 24 ist an einen Sollwerteinsteller 25 angeschlossen, der die Endabstände Z1, Z2, Z3 der Kühlsektionen bestimmt.
Am Ausgang des dritten Addierers 24 ist ein Signalgeber 26 angeordnet, der mit dem Eingang des Schalters 12 verbunden ist. Ein weiterer Eingang des Schalters 12 ist mit einem Sollwerteinsteller 27 für das im Patentanspruch 1 genannte konstante Korrektursignal verbunden. Unter dem konstanten Korrektursignal ist das Signal zu verstehen, welches dem Kühlwasser-Verbrauchsregler 3 vom Einsteller 27 über den Einsteller 4 gegeben wird. Dieses Signal vom Einsteller 27 stellt das konstante Korrektursignal dar, das der vorgegebenen Solltemperatur der Metallschmelze im Zwischenbehälter 1 entspricht. Dieses Korrektursignal wird, wenn die Temperatur der abzugiessenden Schmelzen der Solltemperatur entspricht, ständig dem Verbrauchsregler 3 zugeführt, wobei es somit den Kühlwasserverbrauch bei der Solltemperatur der Metallschmelze bestimmt.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: (Es wird hier nur die Arbeitsweise einer Strangführung 5 und einer Kühlsektion an dieser Strangführung erläutert, da die Arbeitsweise der übrigen Strangführungen gleich ist).
Während des Stranggiessens nach dem Schmelze auf Schmelze -Verfahren wird ein Signal von dem eingeführten Thermoelement 6, das die Temperatur des in die Anlage zugeführten flüssigen Metalls misst, über den diese Temperatur in Form eines Einheitssignals speichernden Messwertumformer 7 in den Addierer 8 geleitet. Am anderen Eingang des Addierers 8 wird ein Signal aus dem Sollwerteinsteller 9 für die Temperatur angelegt, das der Solltemperatur des flüssigen Metalls proportional ist.
Der Addierer 8 gibt ein die Differenz zwischen dem Sollwert der Temperatur des flüssigen Metalls für die gegebene Metallsorte und dem Istwert der Temperatur des Metalls darstellendes Signal an den Begrenzer 10 ab, der in Abhängigkeit von der Grösse des Eingangssignals entweder ein konstantes Signal (falls keine Überhitzung des Metalls vorliegt) oder ein gestiegenes Signal abgibt, das dem Ausgangssignal des Addierers 8, d. h. der Überhitzung des Metalls proportional ist.
Vom Begrenzer 10 wird das Signal über den Signalvertei ler 11 den Schaltern 12 aller Sektionen der Sekundärkühlzonen zugeführt.
Gleichzeitig wird ein Signal aus den Messgeräten 13 zum Messen der Giessgeschwindigkeit an alle Strangführungen im Addierer 14 summiert und an den Integrator 15 angelegt, wobei die Integration auf das vom Signalgeber 16 gegebene Kommando hin beginnt, das durch die Einrichtung 19 zum Öffnen des Dosierorganes der Pfanne 2 ausgelöst wird.
Gleichzeitig wird durch den Signalgeber 16 der zusätzliche Messwertumformer 17 eingeschaltet, in dem ein dem Gewicht des im Zwischenbehälter 1 vorhandenen Metalles entsprechender Messwert gespeichert wird, der vom Messwertgeber 18 am Zwischenbehälter 1 abgegeben wird.
Das von dem Integrator 15 abgegebene Signal, das zur Summe des an sämtlichen Strangführungen seit dem Ankommen einer neuen Pfanne stranggegossenen Metalls proportional ist, wird im zweiten Addierer 20 mit dem Signal aus dem Messwertumformer 17 algebraisch summiert.
Nachdem sich diese Signale angeglichen haben, d. h.
nachdem der Zwischenbehälter 1 mit dem Metall aus einer neuen Charge gefüllt ist, wird der Signalgeber 21, der die Austragung der vorhergehenden Charge aus dem Zwischenbehälter 1 angibt, ausgelöst, so dass die zweiten Integratoren 22 an allen Strangführungen der Anlage eingeschaltet werden.
Das am Ausgang der zweiten Integratoren 22 abgegebene Signal, das der ersten Metallteilmenge aus der neuen Charge in der Sekundärzone proportional ist, wird über die Einrichtung 23 den dritten Addierern 24 jeder Kühlsektion zugeführt, wo es mit dem von dem Sollwerteinsteller 25 des Abstands Z1, Z2, Z3 des Endes je einer Kühlsektion gelieferten Signal verglichen wird, das dem Abstand zwischen dem Ende jeder Kühlsektion und dem Metallmeniskus proportional ist. Beim Zusammenfallen dieser Signale spricht der Signalgeber 26 an, und schaltet den Schalter 12 um, dadurch wird an den Sollwerteinsteller 4 des Reglers 3 für das Kühlwasser ein Korrektursignal aus dem Signalverteiler 11 angelegt, um eine Erhöhung der Kühlwassermenge an den Kühlsektionen beim Vorliegen einer Überhitzung des Metalls zu bewirken. Ist keine Überhitzung vorhanden, wird ein konstantes Korrektursignal abgegeben.
Es geht hierbei um die Erfassung der Zeitpunkte, in welchen das Metall einer neuen Schmelze den Austritt aus der nächsten Kühlsektion erreicht hat. Die Lage der ersten Metallschicht aus der neuen Schmelze wird durch die Messgeräte 13 jeder Kühlsektion verfolgt, deren Signale durch den Integrator 22 integriert werden, d. h. es wird der Weg ermittelt, der durch die erste Schicht der neuen Schmelze in der Sekundärabkühlungszone zurückgelegt worden ist. Des Weiteren werden die Signale vom Integrator 22 dem Addierer 24 jeder Kühlsektion zugeführt, wo sie mit den Signalen von den Einstellern 25 für den Endabstand, z. B. Zl, jeder Kühlsektion metallbewegungsabwärts algebraisch summiert werden.
Ist der Weg der ersten (vorgehenden) Schicht der neuen Schmelze dem Signal vom Einsteller 25 gleich, bedeutet das, dass das Metall der neuen Schmelze die folgende Kühlsektion völlig ausgefüllt hat, d. h.
das Signal am Ausgang des Addierers 24 dieser folgenden i-ten Sektion ist gleich Null (L = Z1, worin L für den durch die erste Schicht der neuen Schmelze zurückgelegten Weg steht).
Bevor eine neue Metallteilmenge die entsprechende Sektion der Sekundärkühlzone passiert hat, wird der Sollwerteinsteller 4 des Kühlwasserreglers 3 in Abhängigkeit des Signals aus dem Sollwerteinsteller 27 des konstanten Korrektursignals korrigiert. Der Sollwerteinsteller 27 ist an den Eingang des Schalters 12 angeschlossen.
Bevor die Schaltung in Funktion tritt, werden die Integratoren 15 und 22 in Abhängigkeit eines Befehlssignals aus dem Signalgeber 16 auf Null gesetzt, der durch die Einrichtung 19 zum Offnen des Dosierorganes der Pfanne 2 eingeschaltet wird.
Die oben beschriebene Vorrichtung berücksichtigt jedoch die Werte der Temperaturen an die Oberfläche des Stranges nicht. Die durchgeführten Forschungen haben gezeigt, dass es möglich ist, die Abhängigkeit der Giessge schwindigkeit von der optimalen Temperatur der Oberfläche des Stranges entlang des Fertigungsstranges der Anlage zu ermitteln, welche Abhängigkeit dem qualitätsmässig besseren Innengefüge des Stranges entspricht. Diese Abhängigkeit kann wie folgt dargestellt werden:
EMI4.1
worin T- Temperatur der Oberfläche des Stranges am Ausgang aus der Kühlsektion;
V- Giessgeschwindigkeit;
X - Abstand des Fertigungsstranges, der von der unteren Endfläche der Kühlkokille abgezählt wird; al, a2, a3, a4, a5 - Koeffizienten, die von der Stahlsorte abhängig sind.
Für die fixierten Stellen Xi (i = 1...n) der Anordnung der optischen Pyrometer, d. h. der Ausgänge aus den Kühlsektionen, nimmt die Formel (I) eine vereinfachte Form an und sieht wie folgt aus:
EMI4.2
Zur Erfassung der Temperatur der Oberfläche des Stranges sowie auch zum Messen der Temperatur beim Übergang von einer Giessgeschwindigkeit zur anderen, wird an den Eingang des Sollwerteinstellers 4 eine elektrische Schaltung 28 (Fig. 2) angeschlossen, wobei an den Eingang dieser Schaltung ein Signal aus dem Messgerät 13 zum Messen der Giessgeschwindigkeit angelegt wird.
Die elektrische Schaltung 28 enthält eine Vergleichseinheit 29, deren Ausgang mit dem Eingang des Sollwerteinstellers 4 verbunden ist. Ein Eingang der Vergleichseinheit 29 ist mit einem Messgerät 30 verbunden, um die Temperatur an der Oberfläche des Stranges am Ausgang je einer Kühlsektion zu messen. Am anderen Eingang ist ein Sollwerteinstel ler 31 für die Temperatur der Oberfläche des Stranges an der entsprechenden Kühlsektion angeschlossen, der die Grösse Ai einstellt.
An den Eingang des Sollwerteinstellers 31 ist ein vierter Addierer 32 angeschlossen, der an seinem Ausgang für jede Sektion die Abhängigkeit T = Ai + Bi7V wiedergibt, wobei an einem Eingang des Addierers ein Einsteller 33 angeschlossen ist, während der andere Eingang mit einer Ra diziereinrichtung 34 verbunden ist, welche mit dem Messgerät 13 zum Messern der Giessgeschwindigkeit gekoppelt ist.
Die elektrische Schaltung 28 funktioniert wie folgt: Bei einer bestimmten gleichbleibenden Giessgeschwindigkeit wird durch den Kühlwasserregler 3 entsprechend dem Signal aus dem Sollwerteinsteller 4 in jeder Kühlsektion ein bestimmter Kühlwasserstrom aufrechterhalten.
Tritt in diesem Betriebszustand durch irgendwelche Faktoren eine Temperaturabweichung an der Oberfläche des Stranges am Ausgang irgendeiner Kühlsektion vom Sollwert auf, der am Sollwerteinsteller 31 eingestellt worden ist, dann wird von der Vergleichseinheit 29 dieser Kühlsektion dem Sollwerteinsteller 4 ein Korrektursignal zugeführt, durch das der Sollwert bis zur Wiederherstellung der Solltemperatur an der Oberfläche am Ausgang aus der genannten Kühlsektion geändert wird.
Ähnlich arbeitet die Vorrichtung beim Übergang von einer Giessgeschwindigkeit zu einer anderen. In diesem Fall wird in Abhängigkeit des vom Messgerät 13 zum Messen der Giessgeschwindigkeit abgegebenen Signals von dem vierten Addierer 32 dem Einsteller 31 ein neuer Sollwert für die Temperatur an der Oberfläche des Stranges am Ausgang der entsprechenden Kühlsektion an den Sollwerteinsteller 31 angelegt. Dieser Sollwert wird über die Vergleichseinheit 29 an den Sollwerteinsteller 4 angelegt.
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PATENT CLAIMS
1. Device for controlling the secondary cooling in a continuous casting plant with batch feed of melt via an intermediate container, which device controller (3) for the amount of cooling water to be supplied to the individual sections of the secondary cooling zone, a first setpoint adjuster (4) being connected to the input of each controller; a measuring device (13) for measuring the casting speed, which acts on the first setpoint adjuster (4); a thermocouple (6) which measures the temperature of the liquid metal which is fed to the plant; a measuring transducer (7) with a memory for storing the temperature of the liquid metal measured by the thermocouple (6) as a standard signal;
an algebraic adder (8), one input of which is connected to the transducer (7) and the second input is connected to a second setpoint adjuster (9) for the setpoint temperature of the liquid metal, and which outputs a signal indicating the difference between the setpoint of the temperature of the liquid metal and the actual value of the temperature of the metal that is fed to the system, and has a device (11) to the signal proportional to the temperature difference to the first setpoint adjuster (4) of the individual sections of the secondary cooling zone to apply, characterized in that the device further comprises a device (19) for opening the dosing member of a new pan, to the input of which a signal transmitter (16) is connected in order to determine the filling of liquid metal into the intermediate container (1) and to emit a signal ,
a second transducer (17) from which an input is connected to the output of the signal transmitter (16); a measuring transducer (18) for the weight of the metal present in the intermediate container (1), the output of which is connected to the other input of the second measuring transducer (17) by which the weight of the in the intermediate container (1) when the dosing member of a new pan is opened (2) to store the quantity representing the metal present, a second adder (14), to the inputs of which the measuring devices (13) for measuring the casting speed in all strand guides (5) are connected;
an integrator (15) which forms the area integral of the feed rate over time in order to determine the distance covered by the first metal portion from the new melt since the opening of the metering element of a new pan (2), the first input of the Integrators (15) the output of the second adder (14), and to the second input of the integrator (15) the output of the signal generator (16) are connected; a third adder (20) in which the output of the integrator (15) is connected to one input and the output of the second transducer (17) is connected to the other input;
a second signal generator (21) which emits a signal when the intermediate container is emptied, to the input of which the output of the second adder (20) is connected, a second integrator (22) for each strand guide, in which a measuring device (13 ) for measuring the casting speed in this strand guide, the output of the second signal transmitter (21) is connected to a second input and the output of the first-mentioned signal transmitter (16) is connected to a third input; a limiter (10) at the input of which the output of the adder (8) is connected; a second device (23) which emits signals which represent the path covered by the first metal part quantity from the new batch and to whose input the output of the second integrator (22) is connected;
a third adder (24) for the individual sections of the secondary cooling zone, in which an output of the second device (23) is connected to the first input; a third set point adjuster (25) for the distance (Z1, Z2, Z3) of the end of each section, which is connected to the second input of the third adder (24); a second signal transmitter (26) for each section, which indicates the time at which the first metal subset of the new batch emerges from the respective section, the output of the third adder (24) being connected to the input of this second signal transmitter;
has a switch (12) for each section of the secondary cooling zone, the output of which is connected to the input of the first setpoint adjuster (4), and a fourth setpoint adjuster (27) for a constant correction signal, which is connected to the first input of the switch (12) , The output of the second signal transmitter (26) of each section being connected to the second input of the switch (12) and the output of the first device (11) connected to the third input of the switch (12).
2. Device according to claim 1, characterized in that an electrical circuit (28) is connected to the input of the first setpoint adjuster (4), which changes the amount of cooling water depending on the temperature on the surface of the strand, and that the electrical circuit (28) contains a comparison unit (29) in which at one input a measuring device (30) for measuring the temperature on the surface of the strand at the outlet from each cooling section and at the other input a fifth setpoint adjuster (31) for the temperature of the surface of the strand of the corresponding one Cooling section are connected; further includes a fourth adder (32), the output of which is connected to the input of the fifth setpoint adjuster (31);
and has an adjuster (33), of which the output is connected to an input of the fourth adder (32), and to the other input a Radizierein direction (34) is connected to the input of
The root extractor (34) can apply a signal from the measuring device (13) for measuring the casting speed, which signal is connected to the input of the first setpoint adjuster (4).
The present invention relates to a device for
Control of the secondary cooling in a continuous casting plant with batchwise melt supply via an intermediate container, which device controller for the individual sections of the cooling water to be supplied to the secondary cooling zone, a first setpoint adjuster being connected to the input of each controller; a measuring device for measuring the
Casting speed, which acts on the specified setpoint adjuster; a thermal element that measures the temperature of the liquid metal that is fed to the plant; a transducer with a memory to the temperature of the liquid measured by the thermocouple
Store metal as a standard signal;
an algebraic
Adder, one input of which is connected to the transducer and the second input of which is connected to a second setpoint adjuster for the target temperature of the liquid metal, and which outputs a signal indicating the difference between the target value of the temperature of the liquid metal and the Actual value of the temperature of the metal, which is supplied to the system, and has a device to the signal proportional to the temperature difference to the first setpoint of the individual
Create sections of the secondary cooling zone.
It is a device for automatic control of the
Cooling of a strand in continuous casting plants (AT-PS
188 452) known from regulators for that to the individual
Sections of the cooling water to be supplied to the secondary cooling zone, setpoint adjusters and a measuring device for measuring the casting speed, which acts on said setpoint adjusters in the event of deviations in the casting speed.
A disadvantage of the known device is that the amount of cooling water is not corrected as a function of the temperature of the liquid metal in the pan.
It is also a device for controlling the secondary cooling in a continuous casting plant (see the book by B.I.
Krasnow Optimal control of the operating data in continuous beam casting, Verlag Metallurgie M. 1975, pages 258-259) known, the controller has for the amount of cooling water to be supplied to the individual sections of the secondary cooling zone, a setpoint adjuster being connected to the input of each controller; has a measuring device for measuring the casting speed, which acts on said setpoint adjuster; has a thermocouple that measures the temperature of the liquid metal that is supplied to the plant; has a transducer with a memory for storing the temperature of the liquid metal measured by the thermocouple as a standard signal;
has an algebraic adder, one input of which is connected to the transducer, and the second input of which is connected to a setpoint adjuster for the setpoint temperature of the liquid metal, and which outputs a signal indicating the difference between the setpoint of the temperature of the liquid metal and the actual value of the temperature of the metal that is supplied to the system, and has a device for applying the signal proportional to the temperature difference to the setpoint adjuster of the individual sections of the secondary cooling zone.
A disadvantage of the known device is that when the metal is continuously cast with a batch supply of melt, the measured temperature of the liquid metal which is fed to the metal casting plant (at the time when the newly arrived pan is in the working position) is dependent on the temperature of the liquid metal from the previous batch that is still being processed in the plant. In this case, new correction signals are applied to the setpoint adjusters of the controllers for the individual sections from one device, at the time when they are not required at all.
For this reason, a significant amount of metal from the previous batch, which remains in the intermediate container, cooling molds and in the roller guide of the secondary cooling, is placed in a position in which the cooling conditions do not correspond to the thermal physical parameters of the metal of the previous batch.
Under these conditions, inadmissible thermal stresses arise in the strand, which lead to injuries to the inner structure of the strand. Such an operating state exists until the entire system is filled with metal from the new batch.
The purpose of the present invention is to eliminate the disadvantage mentioned above.
The invention has for its object to provide a device for controlling the secondary cooling in a continuous casting system with batch feed of melt via an intermediate container, which improve the homogeneity of the internal structure of the strand and improve the quality of the same by a more appropriate distribution of the individual sections the cooling water to be supplied to the secondary cooling zone, taking into account the temperature control of the previous and the subsequent batch.
The object is achieved according to the invention by the characterizing features of patent claim 1.
Such a device ensures an improvement in the homogeneity of the internal structure of the strand and an improvement in its quality.
It is advantageous if an electrical circuit is connected to the input of the first setpoint adjuster, which changes the amount of cooling water as a function of the temperature on the surface of the strand, and if the electrical circuit contains a comparison unit in which a measuring device for measuring the Temperature at the surface of the strand at the outlet from each cooling section and at the other inlet a fifth setpoint adjuster for the temperature of the surface of the strand of the corresponding cooling section are connected; further includes a fourth adder, the output of which is connected to the input of the fifth setpoint adjuster;
and has an adjuster, of which the output is connected to an input of the fourth adder, and a square root extractor is connected to the other input, a signal from the measuring device for measuring the casting speed which can be applied to the input being applied to the square root of the square root of the first setpoint adjuster is connected.
In the following the invention is explained using the exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
- Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of a device for controlling the secondary cooling of a strand in a continuous caster, and
Fig. 2 is a block diagram that corrects the cooling water consumption depending on the temperature on the surface of the strand at the exit of each section of the secondary cooling zone.
The device in which the liquid metal is fed to an intermediate container 1 via a pan 2 contains controllers 3 for the amount of cooling water to be supplied to the individual sections of the secondary cooling zone. Setpoint adjusters 4 are connected to the inputs of these controllers.
The number of controllers 3 and setpoint adjuster 4 depends on the number of sections that are provided along strand guide 5.
In the pan 2, a thermocouple 6 can be inserted, which is connected to the input of a transducer 7 with a memory. The output of the converter is connected to an input of an algebraic adder 8. A second setpoint adjuster 9 for the temperature of the liquid metal is connected to the other input of the adder 8. The output of the adder 8 is connected to the input of a limiter 10. The output of the limiter 10 is connected to a distributor 11 of the signals, the outputs of which are connected to switches 12 of different sections. The output of each switch 12 is connected to the setpoint adjuster 4. This serves to specify the initial consumption of cooling water for the respective cooling section. This initial consumption corresponds to the specified target casting speed.
Measuring devices 13 for measuring the casting speed are arranged on each strand guide 5, the outputs of which are connected to the inputs of corresponding adders 14. The number of inputs of each adder 14 is equal to the number of strand guides. The output of each adder 14 is connected to an input of an integrator 15. The other input of the integrator 15 is connected to an output of a signal generator 16. The other output of the signal transmitter 16 is connected to an additional measured value converter 17, which is connected to the measured value transmitter 18 for the weight of the melt present in the intermediate container 1 and is arranged below the intermediate container 1. The input of the signal transmitter 16 is connected to a device 19 for opening the dosing member of the pan 2.
The output of the integrator 15 is connected to an input of a second adder 20. The additional transducer 17 is connected to the other input of the adder 20. The output of the second adder 20 is connected to a signal transmitter 21 which emits a signal when the intermediate container 1 is emptied. The other outputs of the signal generator 21 are connected to the strand guide 5 of the system. A second integrator 22 is connected to the output of the signal generator 21. Another input of the integrator 22 is connected to the measuring device 13 for measuring the speed and a third input is connected to the signal generator 16.
The output of the second integrator 22 is connected to the input of a device 23 which distributes the input signal in order to distribute it to adders 24 of all cooling sections. Another input from every third adder 24 is connected to a setpoint adjuster 25, which determines the end distances Z1, Z2, Z3 of the cooling sections.
At the output of the third adder 24, a signal transmitter 26 is arranged, which is connected to the input of the switch 12. Another input of the switch 12 is connected to a setpoint adjuster 27 for the constant correction signal mentioned in claim 1. The constant correction signal is to be understood as the signal which is given to the cooling water consumption controller 3 by the adjuster 27 via the adjuster 4. This signal from the adjuster 27 represents the constant correction signal which corresponds to the predetermined target temperature of the molten metal in the intermediate container 1. This correction signal is continuously supplied to the consumption controller 3 when the temperature of the melts to be poured off corresponds to the setpoint temperature, thus determining the cooling water consumption at the setpoint temperature of the molten metal.
The device works as follows: (Only the mode of operation of a strand guide 5 and a cooling section on this strand guide is explained, since the mode of operation of the other strand guides is the same).
During the continuous casting after the melt-on-melt process, a signal from the introduced thermocouple 6, which measures the temperature of the liquid metal fed into the system, is passed into the adder 8 via the measuring transducer 7 storing this temperature in the form of a standard signal. At the other input of the adder 8, a signal from the setpoint adjuster 9 for the temperature is applied, which is proportional to the setpoint temperature of the liquid metal.
The adder 8 outputs a signal representing the difference between the target value of the temperature of the liquid metal for the given type of metal and the actual value of the temperature of the metal to the limiter 10, which depending on the size of the input signal either a constant signal (if no overheating of the metal is present) or emits an increased signal which corresponds to the output signal of the adder 8, i.e. H. is proportional to the overheating of the metal.
From the limiter 10, the signal via the signal distributor 11 is fed to the switches 12 of all sections of the secondary cooling zones.
At the same time, a signal from the measuring devices 13 for measuring the casting speed is summed up to all the strand guides in the adder 14 and applied to the integrator 15, the integration beginning upon the command given by the signal generator 16, which is initiated by the device 19 for opening the dosing element of the pan 2 is triggered.
At the same time, the additional transducer 17 is switched on by the signal transmitter 16, in which a measured value corresponding to the weight of the metal present in the intermediate container 1 is stored, which is output by the transmitter 18 at the intermediate container 1.
The signal emitted by the integrator 15, which is proportional to the sum of the metal cast on all strand guides since the arrival of a new pan, is summed algebraically in the second adder 20 with the signal from the transducer 17.
After these signals have aligned, i. H.
after the intermediate container 1 is filled with the metal from a new batch, the signal generator 21, which indicates the discharge of the previous batch from the intermediate container 1, is triggered, so that the second integrators 22 are switched on on all strand guides of the system.
The signal emitted at the output of the second integrators 22, which is proportional to the first metal subset from the new batch in the secondary zone, is fed via the device 23 to the third adders 24 of each cooling section, where it is compared with that of the setpoint adjuster 25 of the distance Z1, Z2 , Z3 of the end of each cooling section supplied signal is compared, which is proportional to the distance between the end of each cooling section and the metal meniscus. When these signals coincide, the signal transmitter 26 responds and switches the switch 12, thereby applying a correction signal from the signal distributor 11 to the setpoint adjuster 4 of the controller 3 for the cooling water in order to increase the amount of cooling water in the cooling sections in the event of overheating of the Effect metal. If there is no overheating, a constant correction signal is issued.
This involves recording the points in time at which the metal of a new melt has reached the exit from the next cooling section. The position of the first metal layer from the new melt is tracked by the measuring devices 13 of each cooling section, the signals of which are integrated by the integrator 22, i. H. the path is determined which has been covered by the first layer of the new melt in the secondary cooling zone. Furthermore, the signals from the integrator 22 are fed to the adder 24 of each cooling section, where they are combined with the signals from the adjusters 25 for the end distance, e.g. B. Zl, each cooling section are metal-algebraically summed down.
If the path of the first (previous) layer of the new melt is the same as the signal from the adjuster 25, this means that the metal of the new melt has completely filled the following cooling section, i. H.
the signal at the output of adder 24 of this subsequent ith section is equal to zero (L = Z1, where L stands for the path covered by the first layer of the new melt).
Before a new metal part quantity has passed the corresponding section of the secondary cooling zone, the setpoint adjuster 4 of the cooling water regulator 3 is corrected as a function of the signal from the setpoint adjuster 27 of the constant correction signal. The setpoint adjuster 27 is connected to the input of the switch 12.
Before the circuit comes into operation, the integrators 15 and 22 are set to zero as a function of a command signal from the signal generator 16, which is switched on by the device 19 for opening the dosing member of the pan 2.
However, the device described above does not take into account the values of the temperatures on the surface of the strand. The research carried out has shown that it is possible to determine the dependence of the casting speed on the optimal temperature of the surface of the strand along the production strand of the plant, which dependence corresponds to the better quality of the internal structure of the strand. This dependency can be represented as follows:
EMI4.1
where T- temperature of the surface of the strand at the exit from the cooling section;
V- casting speed;
X - distance of the production line, which is counted from the lower end face of the cooling mold; al, a2, a3, a4, a5 - coefficients that depend on the steel grade.
For the fixed points Xi (i = 1 ... n) of the arrangement of the optical pyrometers, i. H. of the exits from the cooling sections, formula (I) takes a simplified form and looks like this:
EMI4.2
To detect the temperature of the surface of the strand and also to measure the temperature during the transition from one casting speed to another, an electrical circuit 28 (FIG. 2) is connected to the input of the setpoint adjuster 4, with a signal from the Measuring device 13 is applied to measure the casting speed.
The electrical circuit 28 contains a comparison unit 29, the output of which is connected to the input of the setpoint adjuster 4. An input of the comparison unit 29 is connected to a measuring device 30 in order to measure the temperature on the surface of the strand at the output of one cooling section each. At the other input, a setpoint adjuster 31 for the temperature of the surface of the strand is connected to the corresponding cooling section, which adjusts the size Ai.
A fourth adder 32 is connected to the input of the setpoint adjuster 31 and, at its output, shows the dependency T = Ai + Bi7V for each section, an adjuster 33 being connected to an input of the adder, while the other input is connected to a metering device 34 is connected, which is coupled to the measuring device 13 for measuring the casting speed.
The electrical circuit 28 works as follows: at a certain constant casting speed, the cooling water controller 3 maintains a specific cooling water flow in each cooling section in accordance with the signal from the setpoint adjuster 4.
If, in this operating state, a temperature deviation occurs on the surface of the strand at the outlet of any cooling section from the setpoint, which has been set on the setpoint adjuster 31, then the comparison unit 29 of this cooling section supplies the setpoint adjuster 4 with a correction signal, by which the setpoint to to restore the target temperature on the surface at the exit from the cooling section mentioned.
The device works similarly in the transition from one casting speed to another. In this case, a new setpoint for the temperature on the surface of the strand at the output of the corresponding cooling section is applied to the setpoint setter 31 as a function of the signal emitted by the measuring device 13 for measuring the casting speed by the fourth adder 32. This setpoint is applied to the setpoint adjuster 4 via the comparison unit 29.