CN102574200B - 用于加工液态的金属材料的铸模 - Google Patents

用于加工液态的金属材料的铸模 Download PDF

Info

Publication number
CN102574200B
CN102574200B CN201080045138.3A CN201080045138A CN102574200B CN 102574200 B CN102574200 B CN 102574200B CN 201080045138 A CN201080045138 A CN 201080045138A CN 102574200 B CN102574200 B CN 102574200B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mold
wall
fiber waveguide
groove
filling member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201080045138.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102574200A (zh
Inventor
G·费勒曼
T·兰贝尔蒂
B·巴茨
D·里夫图希特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Siemag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43662665&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN102574200(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by SMS Siemag AG filed Critical SMS Siemag AG
Publication of CN102574200A publication Critical patent/CN102574200A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102574200B publication Critical patent/CN102574200B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
    • B22D11/182—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by measuring temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
    • B22D11/201—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock responsive to molten metal level or slag level
    • B22D11/202—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock responsive to molten metal level or slag level by measuring temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于加工液态的金属材料的铸模，其具有壁，在壁中布置有至少一个用于获取铸模的至少一部分的温度和/或膨胀的传感元件。为了使能够以成本有利的方式安装用于铸模的有效的监控元件，本发明设置成，传感元件(2)包括至少一个光波导，其布置在铸模的壁(1)中的槽(3)中，其中，光波导(2)贴靠在槽(3)的槽底(4)中，并且其中，槽(3)的未由光波导(2)填充的空间至少很大程度上、优选地完全地利用填充件(5)来封闭。

Description

用于加工液态的金属材料的铸模
技术领域
本发明涉及一种用于加工液态的金属材料的铸模(Kokille)，其具有壁，在壁中布置有至少一个用于获取铸模的至少一部分的温度和/或膨胀的传感元件，其中，传感元件包括至少一个光波导，其布置在铸模的壁中的槽中，其中，光波导贴靠在槽的槽底中，并且其中，槽的未由光波导填充的空间至少很大程度上、优选地完全地利用填充件(Füllstück)来封闭。
背景技术
例如在文件JP09047855A中公开了该类型的铸模。
在文件DE3541445A1中，借助于热元件在用于液态的金属的连铸模中实现局部的温度测量。该温度测量元件实施为探针(Sonde)，其调整熔融物的铸造液面的位置和铸模中的其它参数。
文件WO2004/082869A1公开了一种类似的解决方案。在此，也使用用于获得铸模温度的热元件。
此外，文件DE3436331A1显示了一种用于借助于热元件(其热电偶丝布置在铸模的金属壁的孔中)测量连铸模中的温度的装置。
还已知应用用于测量温度的光波导。为此在开头提及的文件JP09047855A中、在文件WO2009/156115A1中、在文件WO2010/003632A1中并且在文件US4,823,166中说明了原理和细节。在此，用于测量温度的光波导以该形式应用，即例如在金属管中引导玻璃纤维并且然后将金属管固定在介质或构件中，在其中或在其处可测量温度。
为了能够执行准确的测量，必需的是，光波导或围绕光波导的金属管紧密地贴靠在构件或介质处，即尽可能无(绝缘的)空气间隙。当经由光波导应在铸模中确定温度时，这尤其适用。为此，可将槽或开口(Schlitz)铣入铸模、尤其铸模背面中，光波导被安置在其中。
在此有问题的是，可仅仅困难地保证光波导或围绕它的金属管紧密地贴靠在开口或槽底中，使得确保在槽或开口底与光波导或金属管之间可靠的热传递。
发明内容
本发明目的在于这样改进开头提及的类型的铸模，使得解决所提及的问题。相应地，应提供铸模的设计方案，利用其使能够以成本有利的方式安装用于铸模的有效的监控元件。在此，铸模的温度的连续的且精确的监控应是可能的，其可成本有利地实现。
该目的通过本发明的解决方案特征在于，(为了也可测量铸模的壁的膨胀)光波导或围绕它的管与槽底固定地连接，其中，槽加在背对壁的热侧的侧面处，并且其中，光波导在铸模的壁中竖直地伸延。
在此，光波导可布置在围绕它的管中。
优选地，冷却通道邻接到背对壁的热侧的、设有槽的侧面处。
优选地，填充件由金属或塑料构成。其可构造成刚好匹配于槽的形状。在此，本发明的特定的设计方案设置成，通过将填充件的材料浇注(Vergiessen)或喷注(Spritzen)到槽中产生填充件。由此，使构成填充件的材料可浇注(在金属的情况中)或者可喷注(在塑料的情况中)，并且那么将其浇注或喷注到槽(光波导必要时连同管被插入其中)中。
背对壁的热侧的、设有槽的侧面连同布置在槽中的填充件可设有覆层，其中，该覆层优选地由金属的或者有机的材料构成。有利地，覆层平地且连续地覆盖壁和填充件。金属的覆层可电镀地施加到壁上。
在铸模的壁的至少一个端侧处最终可加有槽或开口，其宽度至少对应于光波导的直径。由此，可明显简化光波导在铸模壁中的装配。
因此，光波导或围绕它的金属管即被放置到铸模壁中的槽或开口中并且利用填充件刚好匹配地固定在槽或开口中。优选地由金属构成的填充件也可由其它材料构成。
为了保证没有水从水箱出来朝向测量平面渗入槽中，在引入填充件之后，整个水侧或冷却侧可金属地或者还有机地如所提及的那样来涂覆。
如果打算将光波导曲折状地引入铸模板的背面中，那么铸模板在上面的和下面的端侧处获得所提及的开口，其宽度至少对应于光波导或金属管的直径并且其长度至少对应于光波导或金属管的拱形(Bogen)的弯曲半径的两倍。光波导或金属管(来自槽或开口)被转向直至180°到该开口中，以便然后又可浸入下一个槽中。该开口的密封通过密封的盖板(Verschlussplatte)或者通过密封的覆层实现。
这种将光波导引入铸模板的背面中或铸模管中使其成为可能，即光波导或金属管经由槽的几何形状跟随热侧的轮廓，从而该结构形式也可用于薄板坯设备和板坯或板坯拱形设备(Brammen-Bogenanlage)的漏斗式铸模(Trichterkokille)以及单件式和两件式的块坯或梁坯(BeamBlank)铸模。
附图说明
在附图中示出了本发明的实施例。其中：
图1显示了板坯铸模的壁的透视图，
图2显示了根据图1的壁的截段的正视图，
图3显示了穿过根据图2的壁的剖面A-B以及
图4显示了根据图3的放大部“X”。
具体实施方式
在图1和图2中可看出连铸模的壁1。壁1的热侧6与背对的侧面7相面对，其可在图1中看出；在图2中可辨识出背对的侧面7。在壁1中曲折状地安置有光波导2。经由光波导2可能获得沿着导体的温度分布，如下面所详细解释的那样。
光波导2由基础纤维(Grundfaser)构成，其具有在大约100至150μm之间的范围中的厚度。如果光波导布置在套管中，那么其具有至少大约800至2000μm的直径。在此，光波导或其基础纤维(其可在带有或不带有套管的情况下被使用)可无问题地承受温度直至600℃持续负载。
通过光波导2的曲折状地安置可良好地在温度分布方面监控壁1的面。
从根据图3的剖面图以及从根据图4的放大的图示中可看出光波导2(带有或者不带有套管)的具体的布置。
由此，将槽3铣入铸模的壁1的背对的侧面7中。光波导2插入直至槽底4中。为了其在此保留并且具有与壁1的周围的材料的良好的接触，将填充件5插入槽3中，从而光波导2被保持就位。
为了使光波导2在壁1中相对于冷却水密封，在背对的侧面7上施加有覆层8。在此可以是电镀地产生的层，例如由镍或铜构成。
如果光波导2(如在该实施例中所设置的那样)应被曲折状地安置，那么在壁的端侧9中的开口10(对此参见图1)证实可形。该开口略宽于光波导2(必要时连同套管)的直径，并且略长于光波导的拱形的弯曲半径的二倍。相应地，在将光波导2安置到槽3中时可将导体从槽中引出、弯曲180°并且引入邻近槽中，以便产生曲折状的走向。为了密封地闭合在端侧9中的开口10，可设置有盖板11。
为了提高信号传递的稳健性，经由所谓的透镜插头(Linsenstecker)将光波从铸模引导至评估单元(参见下面)。
作为温度传感器的组成部分起作用的玻璃纤维与未示出的温度获取系统相连接。借助于获取系统产生激光，其被输入光波导2中。借助于获取系统将由光波导纤维2收集的数据换算成温度，并且与不同的测量点相关联。评估例如可根据所谓的纤维布拉格光栅方法(FBG方法)来实现。在此，使用合适的光波导，其压印得到带有折射指数的周期性变化的测量部位或带有这样的变化的光栅。折射指数的该周期性变化导致，根据针对一定的波长的周期性，光波导在测量部位处示出介电的镜面。通过在一点处的温度变化来改变布拉格波长，其中，刚好其被反射。不满足布拉格条件的光基本上不显著受布拉格光栅影响。那么，不同的测量部位的不同的信号可由于运行时间差别而彼此相区别。这种纤维布拉格光栅的详细结构以及相应的评估单元是普遍已知的。通过压印的测量部位的数量给定局部分辨率的精度。测量部位的大小例如可处于1mm至5mm的范围中。
备选地，为了测量温度也可应用“光频域反射测量”方法(OFDR方法)或者“光时域反射测量”方法(OTDR方法)。该方法基于纤维光学的拉曼反向散射的原理，其中利用的是，在光导体的点处的温度变化引起光波导材料的拉曼反向散射的变化。那么，借助于评估单元(例如拉曼反射计)可沿着纤维局部分辨地确定温度值，其中，在该方法中在导体的一定的长度上来平均。该长度大约为几厘米。又通过运行时间差别使不同的测量部位彼此分离。用于根据所提及的方法进行评估的这种系统的结构以及所需的在光波导2之内产生激光的激光器是普遍已知的。
附图标记列表

Claims (13)

1.一种用于加工液态的金属材料的铸模，其具有壁(1)，在所述壁(1)中布置有至少一个用于获取所述铸模的至少一部分的温度和膨胀的传感元件(2)，其中，所述传感元件(2)包括至少一个光波导，其布置在所述铸模的壁(1)中的槽(3)中，其中，所述光波导(2)贴靠在所述槽(3)的槽底(4)中，并且其中，所述槽(3)的未由所述光波导(2)填充的空间至少很大程度上利用填充件(5)来封闭，
其特征在于，
所述光波导(2)或者围绕它的管与所述槽底(4)固定地连接，其中，所述槽(3)加在背对所述壁(1)的热侧(6)的侧面(7)处，并且其中，所述光波导(2)在所述铸模的壁(1)中竖直地伸延。
2.根据权利要求1所述的铸模，其特征在于，所述光波导(2)布置在围绕它的管中。
3.根据权利要求1或2所述的铸模，其特征在于，冷却通道邻接到背对所述壁(1)的热侧(6)的、设有所述槽(3)的所述侧面(7)处。
4.根据权利要求1或2所述的铸模，其特征在于，所述填充件(5)由金属或者由塑料构成。
5.根据权利要求1或2所述的铸模，其特征在于，所述填充件(5)构造成刚好匹配于所述槽(3)的形状。
6.根据权利要求1或2所述的铸模，其特征在于，通过将所述填充件的材料浇注或喷注到所述槽(3)中来产生所述填充件(5)。
7.根据权利要求1或2所述的铸模，其特征在于，背对所述壁(1)的热侧(6)的、设有所述槽(3)的所述侧面(7)连同布置在所述槽(3)中的所述填充件(5)设有覆层(8)。
8.根据权利要求7所述的铸模，其特征在于，所述覆层(8)由金属的材料构成。
9.根据权利要求7所述的铸模，其特征在于，所述覆层(8)由有机的材料构成。
10.根据权利要求7所述的铸模，其特征在于，所述覆层(8)平地且连续地覆盖所述壁(1)和所述填充件(5)。
11.根据权利要求8所述的铸模，其特征在于，金属的所述覆层(8)电镀地施加到所述壁(1)上。
12.根据权利要求1或2所述的铸模，其特征在于，在所述铸模的壁(1)的至少一个端侧(9)处加有槽或开口(10)，其宽度至少对应于所述光波导(2)的直径。
13.根据权利要求1所述的铸模，其特征在于，所述槽(3)的未由所述光波导(2)填充的空间完全地利用填充件(5)来封闭。
CN201080045138.3A 2009-09-30 2010-09-27 用于加工液态的金属材料的铸模 Expired - Fee Related CN102574200B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009043542 2009-09-30
DE102009043542.5 2009-09-30
DE102010008480A DE102010008480A1 (de) 2009-09-30 2010-02-18 Kokille zur Verarbeitung von flüssigem metallischem Material
DE102010008480.8 2010-02-18
PCT/EP2010/005883 WO2011038875A1 (de) 2009-09-30 2010-09-27 Kokille zur verarbeitung von flüssigem metallischem material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102574200A CN102574200A (zh) 2012-07-11
CN102574200B true CN102574200B (zh) 2015-11-25

Family

ID=43662665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080045138.3A Expired - Fee Related CN102574200B (zh) 2009-09-30 2010-09-27 用于加工液态的金属材料的铸模

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2483013B1 (zh)
CN (1) CN102574200B (zh)
DE (1) DE102010008480A1 (zh)
WO (1) WO2011038875A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011088127A1 (de) * 2011-06-07 2012-12-13 Sms Siemag Ag Strangführungssegment einer Strangführung einer Stranggießanlage und Verfahren zum Betreiben eines Strangführungssegments
BE1020791A3 (fr) 2012-07-13 2014-05-06 Ct Rech Metallurgiques Asbl Procede et dispositif de mesure des niveaux de fonte et de laitier dans un haut-fourneau.
DE102013224977A1 (de) * 2013-10-23 2015-04-23 Siemens Vai Metals Technologies Gmbh Stranggießkokille mit einem Temperatursensor und Herstellungsverfahren für die Stranggießkokille mit dem Temperatursensor
AT518569A1 (de) * 2016-04-27 2017-11-15 Primetals Technologies Austria GmbH Instrumentierung einer Seitenwand einer Stranggießkokille mit Lichtwellenleitern
EP3815814A1 (de) 2019-10-30 2021-05-05 SMS Group GmbH Vorrichtung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62183951A (ja) * 1986-02-07 1987-08-12 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋳型内湯面レベル制御方法
US4823166A (en) * 1985-08-20 1989-04-18 York Limited Optical time-domain reflectometry

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3436331A1 (de) 1984-10-04 1986-04-17 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Einrichtung zur temperaturmessung in wassergekuehlten metallwaenden von metallurgischen gefaessen, insbesondere von stranggiesskokillen
DE3541445A1 (de) 1985-11-23 1987-06-04 Mannesmann Ag Stranggiesskokille mit temperaturmesseinrichtungen
JP3408901B2 (ja) * 1995-08-02 2003-05-19 新日本製鐵株式会社 連続鋳造におけるブレークアウト予知方法
DE10312923B8 (de) 2003-03-22 2005-07-14 Sms Demag Ag Verfahren zum Bestimmen der Mess-Temperaturen in Stranggießkokillen und Stranggießkokille selbst
DE102008029742A1 (de) * 2008-06-25 2009-12-31 Sms Siemag Aktiengesellschaft Kokille zum Gießen von Metall
DE102008060507A1 (de) * 2008-07-10 2010-01-14 Sms Siemag Aktiengesellschaft Temperaturmessung in einer Kokille durch ein faseroptisches Messverfahren
DE102008060032A1 (de) * 2008-07-31 2010-02-04 Sms Siemag Aktiengesellschaft Gießspiegelmessung in einer Kokille durch ein faseroptisches Messverfahren

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823166A (en) * 1985-08-20 1989-04-18 York Limited Optical time-domain reflectometry
JPS62183951A (ja) * 1986-02-07 1987-08-12 Sumitomo Metal Ind Ltd 鋳型内湯面レベル制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010008480A1 (de) 2011-03-31
CN102574200A (zh) 2012-07-11
EP2483013B1 (de) 2013-11-06
EP2483013A1 (de) 2012-08-08
WO2011038875A1 (de) 2011-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2466823C2 (ru) Измерение уровня жидкого металла в кристаллизаторе с помощью оптоволоконного способа измерения
JP5204304B2 (ja) 繊維光学測定方法による金型内の温度測定
CN102574200B (zh) 用于加工液态的金属材料的铸模
Guo et al. Temperature-insensitive fiber Bragg grating liquid-level sensor based on bending cantilever beam
EP3337632B1 (en) A casting mold and a method for detecting a temperature distribution of molten metal in a casting mold
JP2011529400A5 (zh)
CN102575962A (zh) 用于测量温度梯度的传感器
CA2753234A1 (en) Device for measuring temperature in electromagnetic fields
JP2021519216A (ja) 金属用連続鋳造インゴットモールド、連続金属鋳造におけるブレークアウト検出システム及び方法
Fazzi et al. A simultaneous dual-parameter optical fibre single sensor embedded in a glass fibre/epoxy composite
CN102782433B (zh) 用于容纳液态的金属的浇包或中间容器
JP4137524B2 (ja) 光ファイバ凍結センサ
RU2503902C1 (ru) Блок охлаждения инжектора для удерживания по меньшей мере одного инжектора
RU158854U1 (ru) Волоконно-оптический сенсор распределения температуры
CN114322814B (zh) 一种蓝宝石光纤光栅金属浇铸的抗冲刷型高温应变传感器
KR100810729B1 (ko) 액체 온도 측정장치
KR20200018974A (ko) 용융금속의 측온장치 및 측온방법
KR100935353B1 (ko) 광가이드를 이용한 탐침식 ｆｂｇ 온도감지장치
KR20120070752A (ko) 광섬유 온도 센서가 부착된 턴디쉬
JP2005030821A (ja) 光ファイバセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Dusseldorf

Applicant after: SMS Group GmbH

Address before: Dusseldorf

Applicant before: SMS SIEMAG AG

COR Change of bibliographic data
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151125

Termination date: 20210927