CH696428A5 - Verfahren zum Stranggiessen von Metallschmelzen sowie Stranggiessanlage zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stranggiessen von Metallschmelzen, wobei die Metallschmelze von einem Zwischengefäss mengengeregelt unter Bildung eines Stranges mit einem flüssigen Kern und einer diesen umhüllenden Strangschale in eine Stranggiesskokille gegossen wird und der Strang mit flüssigem Kern aus der Stranggiesskokille über eine Strangführung mit in Abständen angeordneten Rollen geführt wird und mittels angetriebener, vorzugsweise elektrisch angetriebener Rollen ausgezogen wird, wobei die Energieaufnahme, wie die Stromaufnahme, mindestens einer angetriebenen Rolle gemessen wird, sowie eine Stranggiessanlage zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Beim Stranggiessen von Stahl, vor allem beim Stranggiessen von peritektisch erstarrenden Stahlqualitäten, ist es bekannt, dass es zu einem sogenannten "Strangpumpen",

   in der englischen Literatur auch als "mold level hunting" bekannt, kommen kann. Darunter versteht die Fachwelt eine periodisch auftretende Unregelmässigkeit des Giessvorgangs, u. zw. ein periodisches Heben und Senken des Giessspiegels, das im schlimmsten Fall zum Abbruch des Giessens mit automatischer Giessspiegelregelung oder sogar zum Abbruch des Stranggiessens selbst führen kann.

   Ein solches Strangpumpen tritt vor allem bei Anwendung einer sogenannten "weichen" Kühlung und bei Verwendung eines gut isolierenden Giesspulvers auf.

[0003] Es ist ein Merkmal dieser Störung, dass sie bei einer bestimmten Giessgeschwindigkeit mit einer Periodendauer auftritt, die im Zusammenhang mit der Giessgeschwindigkeit eine resultierende Wellenlänge ergibt, die in etwa der durchschnittlichen Rollenteilung mindestens eines Bereiches der Strangführung entspricht, d.h., dass die Wellenlänge zwischen zwei aufeinanderfolgenden Unregelmässigkeiten einem Abstand zwischen zwei hintereinander angeordneten Rollen der Strangführung entspricht, sofern die Rollen in einem Längsbereich der Strangführung in etwa gleichen Abständen voneinander angeordnet sind.

[0004] So konnte beobachtet werden,

   dass bei einer Strangführung mit einer Rollenteilung von 275 mm und bei einer Giessgeschwindigkeit 1,3 m/min die Periodendauer des Strangpumpens 12,6 s betrug. Dies entspricht einer Wellenlänge von 273 mm, ist also nahezu identisch mit der durchschnittlichen Rollenteilung von 275 mm in einigen Segmenten der Strangführung.

[0005] Es ist ein Charakteristikum des Strangpumpens, dass es nur über einer empirisch zu ermittelnden kritischen Giessgeschwindigkeit auftritt, die wiederum vom verwendeten Giesspulver und der angewendeten Sekundärkühlung, d.h. Direktkühlung des Stranges in der Strangführung, abhängt. Eine weitere Besonderheit des Strangpumpens ist darin zu sehen, dass es nur im Giessbetrieb mit automatischer Giessspiegelregelung, nicht aber bei manueller Giessspiegelregelung auftritt.

   In der Fachliteratur finden sich Hinweise, dass bei Stranggiessanlagen mit einer Strangführung mit stark unterschiedlicher Rollenteilung über ihre Länge dieses Problem nicht oder nur minimal auftritt. Dies würde bedeuten, dass hintereinander liegende Segmente bzw. Abschnitte der Strangführung eine jeweils unterschiedliche Rollenteilung aufweisen müssten, um dieses Problem zu vermeiden. Dies bedingt jedoch den Nachteil, dass die Konstruktion, Anschaffung und Wartung inakzeptabel hohe Kosten verursacht, denn es müssten für eine Strangführung mehrere unterschiedlich konstruierte Segmente bzw.

   Abschnitte angeschafft und auch auf Lager gehalten werden.

[0006] Ein Vermeiden des Strangpumpens durch Begrenzung der Giessgeschwindigkeit wird von Betreibern von Stranggiessanlagen abgelehnt, da in der Regel eine Stranggiessanlage im Verbund mit einem Stahlwerk betrieben wird und dieses bestimmte Giessleistungen zur optimalen Nutzung des Stahlwerks erfordert.

[0007] In der Fachliteratur wird das Strangpumpen durch das Vorhandensein von lokal vorhandenen leichten Schwächungen der Strangschale erläutert.

   Es kommt beim Bewegen des Stranges entlang der Strangführung immer dann, wenn sich eine geschwächte Strangschalenstelle, d.h. eine Stelle des Stranges mit dünner Strangschale, zwischen zwei benachbarten Strangführungsrollen befindet, zu einem gegenüber dem normal stattfindenden Ausbauchen der Strangschale verstärkten Ausbauchen und damit zu einer Strömungssenke unterhalb des Giessspiegels; der Giessspiegel sinkt also ab. Der Giessspiegel hebt sich jedoch wieder, sobald diese örtliche Schwachstelle über eine Strangführungsrolle geführt wird, da dann die Ausbauchung durch die Strangführungsrolle zurückverformt wird.

   Die damit verbundene Badspiegeländerung, d.h. Änderung der Höhe des Badspiegels, führt ihrerseits wieder zu einem unterschiedlichen Wachstum der Strangschale innerhalb der Stranggiesskokille, wobei Theorien besagen, dass dies bedingt ist durch die unterschiedliche Dicke der vom Giesspulver gebildeten Schlackenschicht, die zwar eine Gleitschicht, aber auch eine thermische Isolierschicht zwischen der Strangoberfläche und der Kokillenoberfläche bildet. Eine stochastisch entstandene Schwachstelle der Strangschale kann somit eine grössere Anzahl von Schwachstellen in einem später entstehenden Strangabschnitt hervorrufen.

   Eine Fortsetzung dieses Prozesses führt schlussendlich zu einer periodisch auftretenden Störung der Giessspiegellage, d.h. zum sogenannten "Strangpumpen".

[0008] In der JP 11-170 021 A ist dargelegt, dass ein Strangpumpen automatisiert feststellbar ist, indem Antriebsströme elektrisch angetriebener Rollen einer Strangführung gemessen werden, wobei Änderungen dieser Antriebsströme detektiert werden und mit Änderungen des Giessspiegels in der Stranggiesskokille verglichen werden, wobei auf ein Strangpumpen geschlossen wird, sobald eine Übereinstimmung der Änderungen des Giessspiegels und der Antriebsströme feststellbar ist.

[0009] Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die oben beschriebenen Schwierigkeiten und Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren und eine Stranggiessanlage anzugeben,

   welche bei Aufrechterhaltung des Automatikbetriebes für die Giessspiegelregelung unabhängig von einer kritischen Giessgeschwindigkeit und trotz konstanter Rollenteilung zumindest über die grösste Länge der Strangführung ein Strangpumpen vermeiden lassen.

[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Energieaufnahme, wie die Stromaufnahme, mindestens einer angetriebenen Rolle gemessen und der Messwert als Korrekturwert für die Mengenregelung beim Giessen der Metallschmelze vom Zwischengefäss in die Stranggiesskokille berücksichtigt wird.

[0011] Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe beruht auf folgenden Überlegungen:

[0012] Untersuchungen haben gezeigt, dass Badhöhen-Schwankungen - wie bereits erwähnt - Schalendickenschwankungen erzeugen.

   Diese sind besonders störend, wenn die Schalendicke nur gering ist, etwa durch verminderte Kühlung oder durch entsprechende Giesspulver.

[0013] Der funktionelle Zusammenhang Badspiegelschwankung/Schalendickenänderung ist bisher nicht bekannt, es wird jedenfalls eine starke Nichtlinearität erwartet. Das bedeutet, dass zusätzliche Frequenzen erzeugt werden, dass also eine harmonische Badspiegelbewegung eine von der Sinusform stark abweichende Schalendickenänderung verursacht, deren Phase in Abhängigkeit von der Anregungsphase zudem einen unbekannten Winkel aufweist. Ferner ist eine starke Abhängigkeit von den thermischen Verhältnissen wahrscheinlich. Dies ist für eine Modellrechnung stark hinderlich.

[0014] Ein in der Kokille erzeugtes Schalendickenmuster bewegt sich mit Giessgeschwindigkeit durch die Stranggiessanlage. Dem ist noch das Schalenwachsen überlagert.

   Dieser Vorgang ist mit einer ebenen eindimensionalen Welle zu vergleichen.

[0015] Das Muster durchläuft den ersten Teil der Strangführung, in dem durch besonders eng benachbarte Rollen, d.h. eine enge Rollenteilung für die sogenannten Fussrollen, Dickenänderungen der Strangschale keine Folgeerscheinung nach sich ziehen. Die Länge des betreffenden Strangteiles ist dabei als invariant bezüglich der Giessgeschwindigkeit zu betrachten, solange man Schrumpfungsvorgänge des Stranges vernachlässigt. Die Laufzeit hingegen hängt von der Giessgeschwindigkeit ab.

[0016] Nach dem Passieren der Strangführung mit enger Rollenteilung kommt das Schalendickenmuster in den Bereich der Strangführung mit grösserer Rollenteilung, in dem die Strangschale zwischen benachbarten Rollen durch Bulging stets ausgebaucht ist.

   Der Wert des Bulgings ist unter anderem von der Festigkeit der Strangschale abhängig. Diese wieder ist abhängig von ihrer Dicke. Laufen Dickenänderungen durch diesen Anlagenteil, sind Bulging-Änderungen die Folge. Es kommt zu einem instationären Bulging.

[0017] Die Berechnung eines Bulgings erfolgt nach den Gesetzen eines Trägers mit Gleichlast (Gleichlastbiegung), bei dem der Träger an einer Stelle einen geänderten Querschnitt und/oder geänderte Materialeigenschaften aufweist. Die Biegelinienberechnung ist aus einschlägiger Literatur bekannt. Das Biegemoment ist in der Mitte zwischen benachbarten Rollen am grössten und nimmt zu den Rollen hin ab. Eine Schwachstelle der Strangschale bewirkt daher in der Mitte mehr als weiter weg von der Mitte.

   Läuft nun eine Schalenschwachstelle durch die Stranggiessanlage, kommt es zu einer Durchbiegung in Abhängigkeit vom Ort zwischen den Rollen, an dem sich die Schwachstelle augenblicklich befindet. Es lässt sich eine Einflussfunktion ermitteln, die aber für unterschiedliche Störungsformen verschieden ist. Das Maximum liegt in der Mitte zwischen zwei Rollen. Die Kurve ist symmetrisch zum Zentrum des Rollenabstandes benachbarter Rollen, ähnlich einer Gauss'schen Glockenkurve. Durch das Schalenwachstum werden diese Aussagen geringfügig verzerrt. Exakte Berechnung an für beliebige Störungsformen sind mit Hilfe der Fourieranalysen und der Faltungssätze möglich.

[0018] Durch den Effekt des instationären Bulgings wird Flüssigstahl im Spaltbereich zwischen den Rollen abwechselnd angesaugt und ausgedrückt.

   Dieser Wechselfluss ergibt Badhöhenänderungen, wobei die (zurücklaufende) Transportgeschwindigkeit der Verdrängung so gross ist, dass sie im Vergleich mit den Verzögerungszeiten des Schalentransportes in Giessrichtung als nicht gegeben angesehen werden kann. Damit schliesst sich der Kreis zur Rückkopplung.

[0019] Welches Ausmass die Badspiegelbewegung, d.h. Niveauänderung des Badspiegels, dabei annehmen kann, zeigt Fig. 2. Man erkennt eine Periodizität von 15 s sowie eine 3. Oberschwingung (Periode 5 s).

[0020] Anhand des Vergleiches der Kurvenform zu verschiedenen Zeiten sieht man, dass die Möglichkeit der Anwendung prediktiver Methoden unwahrscheinlich ist, da der weitere Verlauf (Zukunft) zu keinem Zeitpunkt aus der Vergangenheit und Gegenwart errechenbar ist.

   Die Kurvenform zu einem späteren Zeitpunkt ist völlig anders.

[0021] Durch die Periodizität der Rollenanordnung passiert das Gleiche mehrmals mit dazwischenliegender Zeitverzögerung, und man kann Folgendes erkennen: Ein bestimmtes Schalenmuster läuft in einen ersten Rollenspalt ein, und es wird dort eine entsprechende Stahlmenge verdrängt. Dasselbe passiert um einen bestimmten Zeitraum später im nachfolgenden Rollenspalt, wobei etwa eine Dämpfungskonstante anzuwenden ist aufgrund des zwischenzeitig erfolgten Schalenwachsens. Die in den einzelnen Rollenspalten verdrängten Volumina addieren sich zu einem Summenvolumen an verdrängtem Flüssigstahl, der wiederum in der Kokille die Badspiegelschwankung verursacht.

[0022] Wird Flüssigstahl in einem (oder mehreren) Rollenspalt(en) verdrängt, wird die in der Strangschale befindliche Stahlsäule aus Flüssigstahl gehoben.

   Dazu ist Energie nötig. Da die Rollen von ihrer Position her als starr angesehen werden, tragen sie ausschliesslich über die Drehung zu einem Energieaustausch bei. Die Energie muss dann aber vom Antrieb angetriebener Rollen, mit denen der Flüssigstahl bewegt wird, aufgebracht werden.

[0023] Aus Messungen an einer Stranggiessanlage, die mit Gleichstrom-Antrieben ausgerüstet ist, wodurch vom Strom sofort auf die Momentan-Leistung geschlossen werden kann, wenn die Drehzahlabweichung hinreichend ausgeregelt wird, ergibt sich Folgendes:
Beim Gleichstrommotor gilt elektrisch: P     U   ° I
und bei konstanter Drehzahl, da dann gilt U = const.: P     I
Für die Hubbewegung gilt mechanisch:

   P     F   ° v
F ergibt sich dabei aus der Kraft der Stahlsäule (der Punkt wird unter "Hydraulische Betrachtung" noch näher ausgeführt), v ist die Geschwindigkeit der Badspiegelbewegung.

[0024] Durch Gleichsetzen der beiden Gleichungen erhält man letztendlich:
I     v

[0025] Um die Gültigkeit nachzuweisen, wurde die Badspiegel-Position mathematisch differenziert. Dabei erhöht man allerdings die Störungen.

[0026] Das Ergebnis des Vergleiches der mathematisch errechneten Badspiegel-Änderungsgeschwindigkeit mit dem Motorstrom zeigt Fig. 3.

[0027] Die obere Kurve der Fig. 3 veranschaulicht den Motorstrom, die untere die Geschwindigkeit der Badbewegung. Die Ähnlichkeit der Kurven der Fig. 3 ist nicht zu übersehen.

   Der Motorstrom kann daher als Feed Forward der Mengenregelung beim Giessen der Metallschmelze vom Zwischengefäss in die Stranggiesskokille additiv aufgeschaltet werden. Durch instationäres Bulging hervorgerufene Badspiegelschwankungen erkennt man an den begleitenden Schwankungen der Antriebleistung.

   Dadurch sind sie von Reglerinstabilitäten und dem unvermeidbaren stationären Bulging unterscheidbar.

[0028] Vorzugsweise ist das erfindungsgemässe Verfahren gekennzeichnet durch einen Regelkreis zur Mengenregelung beim Giessen der Metallschmelze vom Zwischengefäss in die Stranggiesskokille, dessen Führungsgrösse die gewünschte Giessspiegelhöhe, dessen Regelgrösse die sich tatsächlich einstellende Giessspiegelhöhe und dessen Störgrösse Strangschalendickenabweichungen von der gewünschten Strangschalendicke sind, wobei als Messgrösse für die Strangschalendickenabweichungen die Stromaufnahme mindestens einer elektrisch angetriebenen Rolle herangezogen wird und diese Messgrösse als Störgrösse in den Regelkreis integriert wird.

[0029] Um an einzelnen elektrisch angetriebenen Rollen eventuell auftretende Störungen auszuschalten,

   werden vorzugsweise für mehrere in Strangausziehrichtung hintereinander angeordnete elektrisch angetriebene Rollen, vorzugsweise alle elektrisch angetriebenen Rollen, die Messwerte der Stromaufnahmen summiert für die Mengenregelung beim Giessen der Metallschmelze vom Zwischengefäss in die Stranggiesskokille berücksichtigt.

[0030] Es hat sich als Vorteil erwiesen, wenn eine Änderung der Zuflussmenge der Metallschmelze in die Stranggiesskokille hochfrequent erfolgt, insbesondere in einem Bereich von 1 bis 10 Hz, da hierdurch Ablagerungen an einer Einrichtung zur Einstellung der Zuflussmenge, wie z.B.

   an einem Stopfen oder an einem Schieber, vermieden werden können sowie Spiele bei einer solchen Einrichtung unschädlich sind.

[0031] Eine Stranggiessanlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, mit einem Zwischengefäss, einer Stranggiesskokille, einer der Stranggiesskokille nachgeordneten Strangführung mit elektrisch antreibbaren Rollen sowie einem Regelkreis zur Regelung der Höhe eines von Metallschmelze in der Stranggiesskokille gebildeten Giessspiegels, welcher Regelkreis eine Messeinrichtung zum Messen der Höhe des Giessspiegels, einen Regler und einen Aktuator zur Aktivierung eines die Zuflussmenge der Metallschmelze vom Zwischengefäss in die Stranggiesskokille variierenden Stellgliedes aufweist, ist dadurch gekennzeichnet,

   dass mindestens eine elektrisch angetriebene Rolle der Strangführung mit einer Messeinrichtung zum Messen der Stromaufnahme beim Betrieb dieser Rolle ausgestattet ist und dass der Regelkreis über ein Summierglied mit der Messeinrichtung gekoppelt ist.

[0032] Vorzugsweise weist die Strangführung mehrere elektrisch angetriebene Rollen jeweils gekoppelt mit einer Messeinrichtung zum Messen der Stromaufnahme auf und ist die Messeinrichtung mit einem Summierglied im Regelkreis gekoppelt,

   wobei jedoch vorteilhaft alle elektrisch angetriebenen Rollen jeweils mit einer Messeinrichtung zum Messen der Stromaufnahme gekoppelt sind und diese Messeinrichtung mit dem Summierglied des Regelkreises gekoppelt ist.

[0033] Eine bevorzugte Ausführungsform ist gekennzeichnet durch ein der Messeinrichtung zum Messen der Stromaufnahme einer elektrisch angetriebenen Rolle nachgeordnetes Störfilter zum Wegfiltern von aufgrund von Störungen des Ausziehprozesses bedingten Änderungen der Stromaufnahme, wie zum Beispiel zum Wegfiltern von Änderungen der Stromaumahme, hervorgerufen durch Änderungen der Giessgeschwindigkeit etc.

[0034] Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, wobei Fig. 1 eine Stranggiessanlage in schematischer Darstellung im Längsschnitt veranschaulicht.

   Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen Messergebnisse bei instationärem Bulging, die Fig. 4 und 5 die Verwirklichung des erfindungsgemässen Verfahrens, u. zw. jeweils in Diagrammform.

[0035] Gemäss der in Fig. 1 dargestellten Stranggiessanlage wird eine Stahlschmelze 1 aus einer Giesspfanne 2 über einen Bodenauslass 3 in ein oberhalb einer Durchlauf-Stranggiesskokille 4 in Stellung gebrachtes Zwischengefäss 5 eingefüllt. Von diesem Zwischengefäss 5 fliesst die Stahlschmelze 1 in die Stranggiesskokille 4, u. zw. ebenfalls über eine Bodenöffnung 6, deren freier Querschnitt mittels einer Einrichtung 7 zur Einstellung der Durchflussmenge, wie eines in Fig. 1 beispielhaft dargestellten Stopfens 7, einstellbar ist, wobei der Stopfen 7 über eine Regelung 8, die später noch genauer erläutert ist, gemäss der gewünschten Stahldurchtrittsmenge höheneinstellbar ist.

   Anstelle des Stopfens 7 kann auch ein die Öffnung 6 mehr oder weniger freigebender Schieber am Zwischengefäss 5 vorgesehen sein.

[0036] In der Stranggiesskokille 4 bildet sich ein Strang 9 mit einem flüssigen Kern 10 und einer diesen Kern 10 umhüllenden Strangschale 11, deren örtliche Dicke u.a. von der Intensität der Kühlung, u. zw. der Primärkühlung innerhalb der Stranggiesskokille 4, als auch der Sekundärkühlung in einem der Stranggiesskokille 4 nachfolgenden Bereich einer Strangführung 12 abhängt.

[0037] Der sich in einem bestimmten Niveau N in der Stranggiesskokille 4 ausbildende Giessspiegel 13 ist von einer Giesspulverschicht 14 bedeckt, wobei das verbrauchte Giesspulver nach und nach ersetzt wird.

   Dieses Giesspulver bildet zwischen den Kokillenseitenwänden 15 und der Strangschale 11 eine Gleitschicht, so dass die Reibung der Strangschale an den Kokillenseitenwänden 15 reduziert ist. Wie oben erwähnt, beeinflusst diese Gleitschicht ebenfalls den Wärmeübergang vom Strang 9 zur Stranggiesskokille 4.

[0038] Der in der Stranggiesskokille 4 gebildete Strang 9 wird über die der Stranggiesskokille 4 nachfolgend angeordnete, vorzugsweise bogenförmig gestaltete Strangführung 12 zumindest so weit geführt, bis er durcherstarrt ist. Die Strangfuhrung 12 weist zunächst knapp unterhalb der Stranggiesskokille so genannte Kokillen-Fussrollen 16 auf, die zum Zweck einer eng benachbarten Stützung des noch eine sehr dünne Strangschale 10 aufweisenden Stranges 9 einen kleinen Durchmesser aufweisen.

   Von diesen Fussrollen 16 ist in der Zeichnung nur ein Paar, das den Strang 9 an gegenüberliegenden Seiten abstützt, dargestellt.

[0039] Den Fussrollen 16 nachfolgend sind beidseitig des Stranges 9 jeweils im äquidistanten Abstand 17 vorgesehene Rollen 18, 19 angeordnet, die ein Ausbauchen der Strangschale 11 infolge des ferrostatischen Druckes so weit wie möglich verhindern.

   Zum Zweck des Ausziehens des Stranges 9 aus der Stranggiesskokille 4 sind über die Länge der Strangführung 12 verteilt auch einige der Rollen antreibbar, nämlich die Rollen 19.

[0040] Die Strangführung 12 kann aus hintereinander angeordneten Segmenten, von denen jedes mehrere Rollen 18 bzw. 19 trägt, gebildet sein.

[0041] Um das oben beschriebene Phänomen des Strangpumpens zu vermeiden, wird gemäss den in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispielen die Stellung des Stopfens 7 in folgender Weise geregelt:

[0042] Mittels einer Messeinrichtung 20 zum Messen des Niveaus N des Giessspiegels 13 (bzw. des Badspiegels 13) in der Stranggiesskokille 4 wird der Istzustand des Niveaus N des Giessspiegels 13 erfasst und als Regelgrösse X einem Regler 21 eines Regelkreises 8 zugeführt.

   Dem Regler 21 ist im Regelkreis 8 nachgeordnet ein Summierglied 22, bei dem dem vom Regler 21 ausgehenden Stellwert Y eine Störgrösse Z aufsummiert wird, welche Störgrösse Z ein Ausgangssignal eines Störgrössenermittlers 23 darstellt. In dem Störgrössenermittler 23 werden die Stromaufnahmen der mit ihm gekoppelten elektrisch angetriebenen Rollen 19 gemessen und summiert, nachdem die gemessenen Werte der Stromaufnahmen ein Störfilter 24 passiert haben, das aufgrund von Störungen des Ausziehprozesses bedingte Änderungen der Stromaufnahme, wie zum Beispiel Änderungen der Stromaufnahme hervorgerufen durch Giessgeschwindigkeitsänderungen bzw.

   Rollenschläge etc., wegfiltert.

[0043] Der im Summierglied 22 gebildete Wert aus dem Stellwert Y des Reglers 21 und der zusummierten Stromaufnahme, d.h. der Störgrösse Z, wird einem Aktuator 25 zugeführt, durch dessen Beaufschlagung die Lage des Stopfens 7 verändert wird. Damit wird das Niveau N des Giessspiegels 13 unter Erliegen des Strangpumpens neu eingestellt.

[0044] Es hat sich als Vorteil erwiesen, wenn eine zusätzliche höherfrequente Bewegung des Stopfens 7 (bzw. Schiebers) erfolgt (Fachausdruck DITHER), insbesondere in einem Bereich von 1 bis 10 Hz, da hierdurch Ablagerungen am Stopfen 7 vermieden werden können und Spiele des Stopfens 7 keinen merkbaren Einfluss ausüben können.

[0045] In Fig. 4 ist eine Badspiegelbewegung, wie sie beim Strangpumpen auftritt, mit vollen Linien dargestellt. Dieses Strangpumpen tritt etwa bis zur Zeit von 770 s auf.

   Ab der Zeit 762 s ist die Badspiegelbewegung bei erfindungsgemässer Zuschaltung der Störgrösse Z zum Aktuator 25 veranschaulicht, und es ist zu erkennen, dass es zu einem Abklingen der Badspiegelbewegungen kommt, wie sich aus der voll durchgezogenen Linie ergibt. Mit einer punktierten Linie ist das Strangpumpen in Fig. 4 eingezeichnet, wie es sich ohne Aufschaltung der Störgrösse Z fortsetzen würde.

[0046] Fig. 5 veranschaulicht den Wert der Stellgrösse über den in Fig. 4 beobachteten Zeitraum, und es ist zu ersehen, dass der Stopfen 7 ab der Störgrössenaufschaltung zum Kompensieren der Badspiegelbewegung im Vergleich zum Zeitraum vorher aufgrund einer wesentlich grösseren Stellgrösse eine relativ grosse Bewegung durchführt, u. zw.

   aufgrund der erfindungsgemässen Regelung.

[0047] Gemäss einer herkömmlichen Regelung wird stets dieselbe Grösse, die gemessen wird (Regelgrösse), durch einen Aktuator beeinflusst. Dies hat zwar den Vorteil, dass durch Messung einer einzigen Grösse, eben der Regelgrösse, der Einfluss aller Störgrössen abgedeckt wird, weist jedoch den Nachteil auf, dass eine Korrektur erst möglich ist, nachdem ein Fehler erkannt worden ist.

[0048] Bei totzeitbehafteten Systemen, wie zum Beispiel der Giessspiegelregelung, ist dies jedoch zu spät, und es kommt zu einer weitergehenden Fehlervergrösserung, da sich die Störung dynamisch bereits in die Totzeitstrecke manifestiert hat und dort nachwirkt;

   der Totzeitraum müsste zur Vermeidung dieses Nachteils erst wieder geleert werden.

[0049] Erfindungsgemäss hingegen wird das Vorhandensein einer dominanten Störgrösse ausgenützt, indem man diese dominante Störgrösse misst und in Kenntnis des Einflusses dieser Störgrösse diese in einer Störgrössenaufschaltung bereits mit dem Aktuator 25 kompensiert, bevor sie überhaupt zur Wirkung kommt. Hierdurch ist erfindungsgemäss eine wesentlich schnellere Reaktion sichergesellt.

[0050] Ferner sind Stabilitätsprobleme ausgeschlossen, wenn diese gemessene Störgrösse rückwirkend nicht beeinflusst ist. Ein Einfluss anderer weniger dominanter Störgrössen kann durch die Regelung abgedeckt werden. Für eine Giessspiegelregelung ist aufgrund der Totzeiten die Grenzfrequenz des Reglers 21 nach oben auf ca. 1 Hz limitiert.

   Aus diesem Grund kann das Verhalten des Reglers 21 im dem dem Grenzfrequenzbereich nahen Frequenzbereich der Störungen, welcher sich in der Grössenordnung von 0,1 Hz bewegt, nicht ausreichen, um diese Störungen wirkungsvoll zu eliminieren. Hier bietet die erfindungsgemässe Messung der Motorströme Abhilfe. In einem kurzen Zeitraum ist Rückwirkungsfreiheit gegeben, da die Reaktionen des Reglers 21 zunächst keinen Einfluss auf den Motorstrom bzw. die Motorströme geben. Erst nach Durchlauf der in der Stranggiesskokille 4 neu gebildeten Strangschale 11 durch die Strangführung kommt die Reglerreaktion zur Wirkung.

[0051] Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern sie kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden.

   So ist es zum Beispiel möglich, das erfindungsgemässe Verfahren auch durchzuführen, indem die Stromaufnahme nur einer einzigen elektrisch angetriebenen Rolle 19 gemessen wird, wenn auch hierbei nicht die gleiche Effektivität (die in einer möglichst vollkommenen Fehlerkompensation zu sehen wäre) gegeben ist wie bei einer Messung der Stromaufnahme sämtlicher elektrisch angetriebener Rollen 19.

[0052] Weiters ist das erfindungsgemässe Verfahren auch für auf andere Art als elektrisch angetriebene Rollen, wie z.B. für hydraulisch oder kombiniert hydraulisch-elektrisch angetriebene Rollen, verwirklichbar, wobei für hydraulisch angetriebene Rollen eine Berücksichtigung der sich ändernden Hydraulik-Drücke erfolgen müsste.

Claims (8)

1. Verfahren zum Stranggiessen einer Metallschmelze (1), wobei die Metallschmelze (1) von einem Zwischengefäss (5) mengengeregelt unter Bildung eines Stranges (9) mit einem flüssigen Kern (10) und einer diesen umhüllenden Strangschale (11) in eine Stranggiesskokille (4) gegossen wird und der Strang (9) mit flüssigem Kern (10) aus der Stranggiesskokille (4) über eine Strangführung (12) mit in Abständen (17) angeordneten Rollen (18, 19) geführt wird und mittels angetriebener, vorzugsweise elektrisch angetriebener Rollen (19) ausgezogen wird, wobei die Energieaufnahme, wie die Stromaufnahme, mindestens einer angetriebenen Rolle (19) gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Energieaufnahme-Messwert als Korrekturwert für die Mengenregelung beim Giessen der Metallschmelze (1) vom Zwischengefäss (5) in die Stranggiesskokille (4) berücksichtigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Regelkreis (8) zur Mengenregelung beim Giessen der Metallschmelze (1) vom Zwischengefäss (5) in die Stranggiesskokille (4), dessen Führungsgrösse W die gewünschte Giessspiegelhöhe (N), dessen Regelgrösse (X) die sich tatsächlich einstellende Giessspiegelhöhe (N) und dessen Störgrösse (Z) Strangschalendickenabweichungen von der gewünschten Strangschalendicke sind, wobei als Messgrösse für die Störgrösse die Stromaufnahme mindestens einer elektrisch angetriebenen Rolle (19) herangezogen wird und diese Messgrösse als Störgrösse (Z) in den Regelkreis (8) integriert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für mehrere in Strangausziehrichtung hintereinander angeordnete elektrisch angetriebene Rollen (19), vorzugsweise für alle elektrisch angetriebene Rollen (19), die Messwerte der Stromaufnahmen summiert für die Mengenregelung beim Giessen der Metallschmelze (1) vom Zwischengefäss (5) in die Stranggiesskokille (4) berücksichtigt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Änderung der Zuflussmenge der Metallschmelze (1) aufgrund der Mengenregelung mit einer Frequenz in einem Bereich von 1 bis 10 Hz erfolgt.

5. Stranggiessanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Zwischengefäss (5), einer Stranggiesskokille (4), einer der Stranggiesskokille (4) nachgeordneten Strangführung (12) mit elektrisch antreibbaren Rollen (19) sowie einem Regelkreis (8) zur Regelung der Höhe (N) eines von Metallschmelze (1) in der Stranggiesskokille (4) gebildeten Giessspiegels (13), welcher Regelkreis (8) eine Messeinrichtung (20) zum Messen der Höhe (N) des Giessspiegels (13), einen Regler (21) und einen Aktuator (25) zur Aktivierung eines die Zuflussmenge der Metallschmelze (1) vom Zwischengefäss (5) in die Stranggiesskokille (4) variierenden Stellgliedes (7) aufweist, und mit einer Messeinrichtung (23) zum Messen der Stromaufnahme beim Betrieb mindestens einer angetriebenen Rolle (19) der Strangführung, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkreis (8)

über ein Summierglied (22) mit der Messeinrichtung (23) gekoppelt ist.

6. Stranggiessanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangführung (12) mehrere elektrisch angetriebene Rollen (19) jeweils gekoppelt mit einer Messeinrichtung (23) zum Messen der Stromaufnahme aufweist und dass die Messeinrichtung (23) mit einem Summierglied (22) im Regelkreis (8) gekoppelt ist.

7. Stranggiessanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle elektrisch angetriebenen Rollen (19) jeweils mit einer Messeinrichtung (23) zum Messen der Stromaufnahme gekoppelt sind und diese Messeinrichtung (23) mit dem Summierglied (22) des Regelkreises (8) gekoppelt ist.

8. Stranggiessanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch ein der Messeinrichtung zum Messen der Stromaufnahme einer elektrisch angetriebenen Rolle (19) nachgeordnetes Störfilter (24) zum Wegfiltern von aufgrund von Störungen des Ausziehprozesses bedingten Änderungen der Stromaufnahme, wie zum Beispiel zum Wegfiltern von Änderungen der Stromaufnahme, hervorgerufen durch Änderungen der Giessgeschwindigkeit.