DE1558329B2 - Vorrichtung zur Kühlwassersteuerung bei einer Stranggießanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kühlwassersteuerung bei einer Stranggießanlage, bei der unterhalb der Stranggießkokille in einer Kühlstrecke mehrere mit Abstand untereinander angeordnete Kühlwassersprühdüsen auf den sich abwärts bewegenden Gußstrang gerichtet sind, deren Kühlwasserstrahlen über gesteuerte Ventile einstellbar sind, deren Antrieb an eine Steuereinrichtung angeschlossen ist, durch die über einen Impulszähler und einen mit diesem gekoppelten und auf die Gußstrangbewegung ansprechenden Impulsgeber die Sprühdüsen aufeinanderfolgend aus- und einschaltbar sind.

Beim Betrieb von Stranggießanlagen, die mit einer Vorrichtung zur Kühlwassersteuerung ausgestattet sind, muß verhindert werden, daß das hintere Gußstrangende nach dem Verlassen der Kokille und beim Durchgang durch die einzelnen Sprühdüsenzonen nicht zu stark abkühlt, denn dies hätte zur Folge, daß der Stranggußkörper in nicht mehr ausreichender Weise an die gekrümmte Führungsbahn der Stranggießanlage angepaßt werden kann bzw. daß für eine solche Anpassung ein unangemessen hoher Mehraufwand an Druckenergie der beidseitig der gekrümmten Führungsbahn befindlichen Rollen erforderlich ist.

Es ist nun bei einer Vorrichtung zur Kühlwassersteuerung der obengenannten Art bekannt, Sprühzonen in Abhängigkeit von dem Zählwert einer Impulszählvorrichtung beim Durchgang des Stranggußkörpers durch die Kühlstrecke zu- und abzuschalten, wobei die Impulse von einem Geber ausgesendet werden, der pro Längeneinheit des geförderten Stranges einen Impuls abgibt (Klepzig-Fachberichte, März 1965, S. 90). Dabei wird so verfahren, daß nach deir Durchgang einer Stranglänge durch das Treibrichtaggregat, die der

ίο Länge der jeweiligen Sprühzone entspricht, die folgende Sprühzone eingeschaltet wird. Das Abschalten der Sprühzonen soll bei der bekannten Vorrichtung ebenfalls aufeinanderfolgend durchgeführt werden, sobald der Gießvorgang beendet wird. Dadurch wird aber nicht sichergestellt, daß sich das hintere Gußstrangende nach dem Verlassen der Kokille nicht zu stark abkühlt und damit die unerwünschte zu schnell fortschreitende Verfestigung des Gußstranges eintritt.

Beim Betrieb einer anderen bekannten Vorrichtung der genannten Art wird davon ausgegangen, daß bei kleinen Gußstrangabzugsgeschwindigkeiten oder beim Stillstand der Stranggießanlage die Intensität der Strangkühlung anders sein muß als bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten. Demzufolge wird dort die Aufgabe gelöst, den Kühlvorgang dem Arbeitsrhythmus des Strangabzugsmechanismus anzupassen. Dies geschieht dadurch, daß die Ventile für die den Sprühdüsen zufließende Kühlflüssigkeit mit dem Betrieb des Abzugsmechanismus derart gekoppelt sind, daß bei Vergrößerung der Abzugsgeschwindigkeit des Gußstranges auch größere Kühlflüssigkeitsmengen auf den Strang aufgesprüht werden (DT-PS 11 17 267). Zu diesem Zweck weist die bekannte Vorrichtung Sprühdüsensteuerventile auf und Einrichtungen zur Änderung der öffnungsweite der Sprühdüsen, die bei einem intermittierenden Vorrücken des Gußstranges verhindern, daß während der Stillstandzeiten gekühlt wird. Grundsätzlich arbeitet die bekannte Vorrichtung zur Kühlwassersteuerung so, daß entweder alle Ventile gleichzeitig geöffnet oder gleichzeitig geschlossen sind bzw. entsprechend der Strangabzugsgeschwindigkeit eine mittlere Öffnungsstellung einnehmen, woraus folgt, daß die Ventilsteuerung in Abhängigkeit von der Gußstranggeschwindigkeit erfolgt. Diese Kühlwassersteuerung eignet sich daher nur für den Normalbetrieb der Stranggießanlage, währenddessen also der Gußstrang ständig aus der Kokille austritt, jedoch nicht für den Betriebszustand, bei dem das hintere Gußstrangende bereits die Kokille verlassen hat und eine zu starke Abkühlung dieses Endes erfolgt, weil die Sprühdüsen oberhalb des Strangendes eingeschaltet bleiben, so daß die von oben kaskadenartig nach unten ablaufende Kühlflüssigkeit das Strangende zu stark abkühlt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, die Vorrichtung zur Kühlwassersteuerung bei einer Stranggießanlage so auszubilden, daß verhindert wird, daß das hintere Gußstrangende nach dem Verlassen der Kokille mit der gleichen Intensität gekühlt wird wie alle vorausgegangenen Gußstrangabschnitte bei gleieher Durchlaufgeschwindigkeit durch die Kühlstrecke, um bei der nachfolgenden Kaltverformung des Gußstranges in den Biegewalzgerüsten innerhalb der Stranggießanlage Materialrisse und nachteilige Spannungen auszuschalten, die die Produktqualität mindern und einen erheblichen Mehraufwand an Anpreßenergie der Biegewalzen erfordern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Absinken des Gußstrangendes unter die

einzelnen aufeinanderfolgenden Sprühdüsenebenen die sich jeweils in der Ebene befindende Sprühdüse, die der Gußstrang gerade verläßt, mit Hilfe des Ventilantriebs durch Weiterschalten einer Steuertrommel abschaltbar ist, die durch einen Rückstellzähler betätigbar ist, weleher die von dem Impulsgeber ausgehenden Impulse zählt, deren Anzahl der Drehzahl der Anpreßwalzen direkt proportional ist.

Der Abschaltvorgang der jeweiligen Sprühdüsenebene im Hinblick auf die Bewegung des Gußstrangendes erfolgt somit nach einem bestimmten gewünschten Programm, das mit Hilfe einer Steuereinrichtung zur Betätigung der die Ventile der Sprühdüsen öffnenden Antriebe, deren wesentlicher Bestandteil eine schrittweise weiterschaltbare Steuertrommel ist, die ihre Schaltimpulse von einem Rückstellzähler erhält, der seinerseits von einer Impulsquelle mit Impulsen beschickt wird und sich bis zu einem eingestellten Zählwert aufschaltet, bei dessen Erreichen die Steuertrommel um einen Schritt weiterbewegt wird, während sich der Rückstellzähler gleichzeitig auf den Ausgangswert rückstellt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsvorschlags kann sich der Rückstellzähler nach Erreichen eines einstellbaren Zählwertes von selbst auf den Ausgangswert zurückstellen, wobei die Steuertrommel um einen Schritt weiterschaltet.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung, die schematisch die Vorrichtung zur Kühlwassersteuerung bei einer Stranggießanlage darstellt, beispielshalber näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 10 eine Stranggießkokille bezeichnet, die einen Stranggußkörper 11 liefert, welcher nach dem Austreten aus der Kokille eine Kühlstrecke 12 zwischen Führungsrollen 13 durchläuft, die mit den entgegengesetzten Oberflächen des Gußstranges in Berührung stehen. In der Kühlstrecke befinden sich mehrere senkrecht mit Abstand übereinander angeordnete Wassersprühdüsen 20 bis 29, die so ausgebildet sind, daß sie Kühlwasserstrahlen gegen die gegenüberliegende Oberfläche des Gußstranges richten. Im allgemeinen sind zwei waagerechte Reihen von Sprühdüsen auf jeder Seite der Bewegungsstrecke des Gußstranges auf je einer Ebene vorgesehen. Der senkrechte Abstand zwischen den benachbarten Reihen von Sprühdüsen ist in der ganzen Kühlungsstrecke 12 konstant. In diesem Fall bezeichnet jedes Bezugszeichen 20 bis 29 eine Sprühdüsenreihe. Die Sinkgeschwindigkeit des Gußstranges wird mit Hilfe von motorgetriebenen Anpreßwalzen 30 gesteuert, die unterhalb der Kühlstrecke angeordnet sind.

Der Gußstrang 11 wird hier am Ende eines Gießvorganges dargestellt, nachdem er die Kokille 10 bereits verlassen hat und sich sein hinteres Ende in der Kühlstrecke befindet. In der Zeichnung ist der Gußstrang so dargestellt, daß sich das hintere Ende unterhalb der oberen drei Sprühdüsen 20,21 und 22 befindet.

Die Wasserzufuhr zu den Sprühdüsen 20 bis 29 wird durch die Ventile 40 bis 49 gesteuert, die in den entsprechenden Wasserleitungen angeordnet sind. Wo eine Reihe Sprühdüsen in einer Höhe angeordnet ist, kann ein einziges Ventil die Wasserzufuhr für die ganze Reihe steuern. Das Öffnen und Schließen der Ventile 40 bis 49 geschieht mit Hilfe der Ventilantriebe 50 bis 59. Die Ventile 40 bis 49 können einfache auf-zu steuerbare Organe sein, und in diesem Fall sind die Antriebe 50 bis 59 Magnetspulen. In den Fällen, in denen eine genauere Steuerung der aus jeder Düse austretenden Wassermenge gewünscht wird, können die Ventile 40 bis 49 mit variablen Öffnungen versehen sein. Im letzteren Fall sind dann die Antriebe 50 bis 59 Elektromotoren.

Die Vorrichtung zur Steuerung der Abschaltung der Sprühdüsen 20 bis 29 ist mit einer Signaleinrichtung versehen, die ein Signal erzeugt, das die Lage des hinteren Gußstrangendes anzeigt. Ferner ist die Vorrichtung mit Steuerelementen versehen, die auf die Signaleinrichtung ansprechen und dazu dienen, die Ventilantriebe 50 bis 59 aufeinanderfolgend zu betätigen, um die Wasserzufuhr zu jeder Sprühdüse 20 bis 29 hintereinander abzuschalten, sobald das hintere Gußstrangende unter eine vorgewählte Lage bezüglich der Sprühdüse absinkt. Schließlich ist die Vorrichtung noch mit Betätigungselementen ausgerüstet, mit denen die Steuerelemente in einem inaktiven Zustand gehalten werden, solange der Gießvorgang stattfindet, der Gußstrang also aus der Kokille 10 austritt, und mit denen die Signaleinrichtung und die Steuerelemente in Tätigkeit gesetzt werden, sobald das hintere Gußstrangende die Kokille verläßt.

Die Signalvorrichtung weist einen Impulsgeber 60 auf, der durch einen rotierenden Permanentmagneten 61 aktiviert wird, welcher durch eine mechanische Antriebsverbindung von den Anpreßwalzen 30 so angetrieben wird, daß die Zahl der ausgesendeten Impulse direkt proportional der Drehzahl der Anpreßwalzen 30 und damit derjenigen Entfernung ist, die das hintere Gußstrangende in Abwärtsrichtung zurückgelegt hat. Die Signalvorrichtung ist auch mit einem Rückstellzähler 62 versehen, der die von dem Impulsgeber 60 ausgehenden Impulse zählt, bis ein bestimmter Zahlenwert erreicht ist, und der dann einen zweiten Impuls oder Signal aussendet und sich selbst auf Null zurückstellt.

Die Steuerelemente weisen eine rotierende, mit einem Programm versehene Steuertrommel 63 auf, die sich jedesmal, wenn sie einen Impuls von dem Rückstellzähler 62 empfängt, um einen konstanten, festgelegten Drehwinkel weiterschaltet. Außerdem gehören zu den Steuerelementen mehrere Nockenstößel 70 bis 79, die auf der Oberfläche der Steuertrommel 63 laufen und von den in der Oberfläche der Steuertrommel vorhandenen, ein Steuerprogramm bildenden Reihen von Schlitzen 64, die so ausgebildet sind, daß sie einen Stift 65 aufnehmen können, der einen Nockenstößel betätigt, betätigt werden.

Durch Einsetzen des Stiftes 65 in die gewünschten Schlitze und Verwendung mehrerer Nockenstößel 70 bis 79, und zwar je einen für jeden in der Steuertrommel 63 befindlichen Schlitz, kann jedes gewünschte Programm oder jede gewünschte Arbeitsfolge der durch die Nockenstößel gesteuerten Schalter eingestellt werden. Ein von dem Rückstellzähler ausgehender Impuls treibt die Steuertrommel 63 um einen Schritt vorwärts, wodurch der nächste Nockenstößel innerhalb der Reihe der vorhandenen Nockenstößel 70 bis 79 betätigt wird. Schließlich gehören zu den Steuerelementen auch noch mehrere normalerweise offene Mikroschalter 80 bis 89, die von den entsprechenden Nockenstößeln 70 bis 79 geschlossen werden. Durch Schließen der Mikroschalter 80 bis 89 werden die Ventilantriebe 50 bis 59 so in Betrieb gesetzt, daß sie die Ventile 40 bis 49 schließen und dadurch die Wasserzufuhr zu den Sprühdüsen 20 bis 29 aufeinanderfolgend unterbrechen, wenn das hintere Gußstrangende absinkt.

Die Mittel zur Aktivierung bestehen aus einem Druckknopfschalter 90, mit Hilfe dessen die Signalvor-

richtung und die Steuerungsmittel in Tätigkeit gesetzt werden können, und aus den zu dem Druckknopfschalter 90 gehörenden Relais 91 und 92, mit denen der Strom zu dem Rückstellzähler 62 und zur Steuertrommel 63 gesteuert wird.

Der Impulsgeber 60 kann ein an sich bekannter Geber sein, der elektrische Impulse aussendet. Das Rückstellzählwerk 62 ist so gebaut, daß es von dem Impulsgeber 60 Impulse empfangen und ein Steuerorgan aktivieren kann, sobald eine festgelegte Anzahl Impulse empfangen worden sind.

Dieser Rückstellzähler muß in der Lage sein, sich selbst auf Null zurückzustellen und gleichzeitig mit der Aktivierung des Steuerorgans eine neue Zählung der Impulse zu beginnen. Der Rückstellzähler 62 wird auf eine bestimmte Impulszahl eingestellt, so daß das hintere Gußstrangende 11 um eine Strecke absinkt, die gleich dem senkrechten Abstand der benachbarten Sprühdüsen oder Reihen von Sprühdüsen 20 bis 29 zwischen den folgenden, von dem Rückstellzähler ausgesendeten zweiten Impulsen ist.

Die Vorrichtung zur Abschaltung oder Herunterschaltung der Sprühdüsen 20 bis 29 sollte nicht eher in Betrieb gesetzt werden, bis sich das hintere Gußstrangende unter die Kokille 10 in die Kühlstrecke 12 abgesenkt hat. Sobald das hintere Ende eine bestimmte Höhe unterhalb der Kokille erreicht, wird die Abschaltvorrichtung in Betrieb gesetzt. Dadurch werden die Sprühdüsen 20 bis 29 oder jede waagerechte Reihe von Sprühdüsen, die in einer bestimmten Höhe liegen, aufeinanderfolgend abgeschaltet, sobald das hintere Gußstrangende unter die festgelegte Sprühdüsenebene absinkt. Das Abschalten setzt bei der obersten Düse 20 ein und setzt sich dann nach unten zu durch die Kühlstrecke 12 fort, bis die unterste Düse 29 abgeschaltet worden ist. Wenn die Sprühdüse erheblich vorher abgeschaltet wird, bevor das hintere Gußstrangende die Ebene erreicht, auf der sich die Düse befindet, wird das Gußstrangende sehr langsam nur durch die Luft abgekühlt, was zur Folge hat, daß die Verfestigung nur langsam erfolgt und der schmelzflüssige Kern des Gußstranges die feste, aber zu dünne Außenhaut durchbricht. Wenn andererseits irgendeine Sprühdüse in der Kühlstrecke noch lange, nachdem das hintere Gußstrangende bereits unter die betreffende Ebene abgesunken ist, in Betrieb bleibt, dann wird das Gußstrangende durch das von oben herabströmende Wasser unterkühlt. Dadurch kann dieses Ende so kalt werden, daß es sich, nachdem es sich unter die Anpreßwalzen 30 abgesenkt hat, nicht mehr in der vorgesehenen Weise biegen und walzen läßt, ohne daß Risse entstehen. Aus diesem Grunde muß die Vorrichtung zur Kühlwassersteuerung zeitlich betrieben werden, daß die Sprühdüsen 20 bis 29 so in der oben beschriebenen Weise abgeschaltet werden.

Der Schalter 90 dient zur Einschaltung der Steuervorrichtung. Wird er betätigt, so wird das Relais 91 erregt, das dann mit Hilfe des Haltekontaktes 91a in erregtem Zustand bleibt. Der normalerweise offene Kontakt 916 schließt sich ebenfalls, wenn das Relais 91 erregt wird, wodurch der Impulsgeber 60 und der Rückstellzähler 62 mit Strom versorgt werden.

Die Leitungen 97 und 98 verbinden den Rückstellzähier 62 abwechselnd mit demselben Strang einer Wechselstromleitung 100. In der Leitung 98 befindet sich das Relais 92. Normalerweise fließt der Strom von dem Zähler 62 durch die Leitung 67 zurück zu der Stromleitung 100. Eine in dem Rückstellzähler 62 befindliche Schaltanordnung schaltet den Strom von der Leitung 97 auf die Leitung 98, sobald der festgelegte Zählerwert erreicht ist, wodurch das Relais 92 erregt wird. Sobald da Relais 92 erregt wird, schließt es den Kontakt 92a an die Stromquelle an, um dadurch die Steuertrommel 63 in Bewegung zu setzen.

Im Betriebszustand wird der Stromkreis % des Impulsgebers durch Einschalten des Schalters 90 geschlossen, so daß von dem Impulsgeber 60 Impulse ausgesendet und an den Rückstellzähler 62 übertragen werden. Der Rückstellzähler 62 ist so eingestellt, daß er die Steuertrommel 63 betätigt und sich selbst auf Null zurückstellt, sobald er die Anzahl der während des Absinkens des hinteren Endes des Gußstranges 11 von der einen Reihe Sprühdüsen zur nächsten Reihe ausgesendeten Impulse empfängt. Sobald dieser Zählwert erreicht ist, wird die Steuertrommel 63 um einen Schritt vorwärts bewegt. Durch dieses Weiterschalten wird ein Nockenstößel, der einen Mikroschalter 80 steuert, von einem Stift in der Steuertrommel 63 ausgeklinkt. Dabei schließt sieh der Mikroschalter 80 und erregt dadurch den Ventilantrieb 50, der das Ventil 40 schließt. Dies hat zur Folge, daß die Wasserzufuhr zu der Sprühdüse 20 abgeschaltet wird. Die Steuertrommel 63 verharrt dann bewegungslos, bis die festgelegte Impulszahl wieder erreicht ist. Dann wird sie erneut um einen Schritt weitergeschaltet, wobei diesmal der Mirkoschalter 81 durch einen Mechanismus geschlossen wird, der gleich demjenigen ist, der den Mikroschalter 80 schließt, und wobei diesmal die Wasserzufuhr zu der Sprühdüse 21 unterbrochen wird. Auf diese Weise werden die Sprühdüsen 20 bis 29 hintereinander abgeschaltet, sobald das hintere Gußstrangende unter die Ebene absinkt, in der die betreffende Sprühdüse angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Kühlwassersteuerung bei einer Stranggießanlage, bei der unterhalb der Stranggießkokille in einer Kühlstrecke mehrere mit Abstand untereinander angeordnete Kühlwassersprühdüsen auf den sich abwärts bewegenden Gußstrang gerichtet sind, deren Kühlwasserstrahlen über gesteuerte Ventile einstellbar sind, deren Antrieb an eine Steuereinrichtung angeschlossen ist, durch die über einen Impulszähler und einen mit diesem gekoppelten und auf die Gußstrangbewegung ansprechenden Impulsgeber die Sprühdüsen aufeinanderfolgend aus- und einschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß beim Absinken des Gußstrangendes unter die einzelnen aufeinanderfolgenden Sprühdüsenebenen die sich jeweils in der Ebene befindende Sprühdüse (20 bis 29), die der Gußstrang (11) gerade verläßt, mit Hilfe des Ventilantriebs (50) durch Weiterschalten einer Steuertrommel (63) abschaltbar ist, die durch einen Rückstellzähler (62) betätigbar ist, welcher die von dem Impulsgeber (60) ausgehenden Impulse zählt, deren Anzahl der Drehzahl der Anpreßwalzen (30) direkt proportional ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Rückstellzähler (62) nach Erreichen eines eingestellten Zählwertes selbst auf den Ausgangswert zurückstellt, wobei die Steuertrommel (63) sich um einen Schritt weiterschaltet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Steuertrommel (63) mit Schlitzen (64) und in diese nach einem gewünschten Schaltprogramm eingesteckten Stiften (65) versehen ist und mit Nockenstößel (70 bis 79) in gleitender Berührung steht, die durch die Stifte (65) betätigbar sind und ihrerseits die die Sprühdüsen steuernden Ventilantriebe ein- und ausschalten.