DE1558345B2 - Vorrichtung zur dickenmessung an einem gusstrang in der sekundaerkuehlungszone eines bogenfoermigen strangfuehrungsgeruestes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dickenmessung an einem Gußstrang in der Sekundärkühlungszone eines bogenförmigen Strangführungsgerüstes mit auf beiden Seiten des Gußstranges angeordneten Fühlern.

Bei herkömmlichen Metall-Stranggußverfahren wird Metall in eine wassergekühlte Kokille eingeleitet; dabei bildet sich ein Gußstrang mit einer dünnen Haut von erhärtetem Metall. Der Kern des Gußstranges bleibt jedoch in geschmolzenem Zustand, bis er während des Abziehens des Stranges aus der Kokille erhärtet. Der Strang wird nach dem Abziehen aus der Kokille durch eine Anzahl senkrecht angeordneter Führungswalzen und durch Reihen von Wasserdüsen geführt, welche ein weiteres Abkühlen und Erhärten des Stranges bewirken. Die Führungswalzen verhindern auch, daß der flüssige oder plastische'Kern des Gußstranges durch die Haut des Stranges hindurch bricht.

Wenn der Gußstrang durch die letzten Führungswalzen hindurchläuft, soll er so erhärtet sein, daß das Ausbrechen des weicheren Kernes verhindert wird und daß weitere Bearbeitungen vorgenommen werden können. Wenn weitere Bearbeitung des Gußstranges erforderlich ist, beispielsweise in einem Walzwerk, soll so viel Hitze wie möglich im Strang beibehalten werden, dennoch soll die Abkühlung so weit gehen, daß Blasenbildung oder dergleichen Formveränderungen vermieden werden.

Um das Problem der Blasenbildung beim Stranggießverfahren zu vermeiden, hat man bisher im allgemeinen den Gußstrang optisch untersucht; bei Auftreten von Beulen oder Blasen wird dabei die Geschwindigkeit des durch die Wasserdüsen laufenden Gußstranges geändert, oder es wird die Menge des durch die Wasserdüsen verspritzten Wassers verstellt. Visuelle oder optische Untersuchungen sind jedoch nicht geeignet, um alle Beulen, Blasen bzw. Unebenheiten od. dgl. am Gußstrang aufzudecken. Vorrichtungen zur Abfühlung der Dicke und Breite an Bandmaterial sind bereits bekannt (DT-AS 1109 383); Vorrichtungen dieser Art dienen vorzugsweise zum Prüfen fortlaufend sich bewegender Streifen, so zur Breitenüberwachung von Lochkartenstreifen u. dgl.

Bekannt sind ferner Anlagen (Druckschrift »Electric Measurement and Control of Mechanical Quantities«, Seiten 107 und 108 von Yuzuru Nishigucki), mittels welchen beim Stranggießen die gegenüberliegenden Seiten eines Gußstranges elektrisch gemessen und mit vorgegebenen Werten verglichen werden. Derartige Vorrichtungen werden jedoch nicht den besonderen Problemen gerecht, welche in der sogenannten Sekundärkühlungszone eines bogenförmigen Stranggußgerüstes bestehen; dies gilt insbesondere für die Auslegung der in einem Bereich relativ großer Hitze eingesetzten Fühler und hinsichtlich der Auswertung der von den Fühlern abgeleiteten Meßwerte.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß die Kühlung des Gußstranges in Abhängigkeit von der Fördergeschwindigkeit des Strangkörpers mittels sowohl mechanischer als auch schaltungstechnisch einfacher Mittel möglich ist; insbesondere soll dabei Vorsorge getroffen werden, daß die Fühler am Gußstrang dort zur Anwendung gebracht werden, wo noch vergleichsweise hohe Temperaturen bestehen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler über die Breite des Gußstranges sich erstreckende Rollen aus einem hitzebeständigen Material aufweisen, daß die Rollen jeweils mit einem positionsveränderlich auf einen Wandler einwirkenden Gleitkörper verbunden sind und daß die Wandler an einen geschwindigkeitsveränderlichen Antrieb des Gußstrangs angeschlossen sind.

Die Ausgestaltung der Fühler ist vorzugsweise so gewählt, daß die Rollen an den Gabelenden von Hülsen gelagert sind, die jeweils mit einem der Gleitkörper verbunden sind. Eine zweckmäßige Ausgestaltung und vorteilhafte Betriebsweise ist weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Vorrichtung zur Dickenmessung ist von einfachem Aufbau, was die mechanischen und schaltungstechnischen Bauteile betrifft und sie ist sehr widerstandsfähig gegenüber Hitzeeinwirkungen des Gußstrangs; vorzugsweise sind die Wandler der Meßvorrichtung an einen geschwindigkeitsveränderlichen Antrieb des Gußstrangs angeschlossen, d. h., die Geschwindigkeit des Gußstrangs und somit dessen Kühlung können vollautomatisch geregelt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

F i g. 1 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Dickenmessung nach der Erfindung;

F i g. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Fühlers;

F i g. 3 ist eine Einzel-Vorderansicht der an einem Fühler gelagerten Rolle; und
F i g. 4 ist eine Schnittansicht von Linie 4-4 in F i g. 2.

In Fig. 1 ist ein Gußstrang 5 in der Sekundärkühlungszone eines bogenförmigen Strangführungsgerüstes dargestellt. Der Gußstrang weist zum Zeitpunkt

sunei ocraitigcn ι-ülming eine Haut von erstarrtem Mciiiii und einen flüssigen Metallkern auf. Der Gußstrang wird durch eine Anzahl anseiriebener Ai^ugswalzen 7 aus einer senkrechten Bahn über einen bereich der Erstarrung in eine waagerechte Bahn übergeleitet. Dabei durchläuft der Strang einen Kuhldurchgang 8, welcher durch eine Anzahl stützender Führungswalze.! 9 gebildet wird. Die Führungswalzen 9 !uhren den Gußstrang in Bogenform in einen Wärmeofen ίο ein (Fig. 1). Wenn der Gußstrang unter Fuhrung durch die Führungswalzen durch den Kühldurchgang 8 verläuft, dann wird der geschmolzene Kern auf herkömmliche (nicht dargestellte) Weise beständig bis zur Erhärtung abgekühlt. Nach Durchlauf der untersten Führungswalzen 9' läuft der Gußstrang ohne weitere Führung frei, bis er horizontal in den Wanneofen 10 eintritt. Um eine durch eine unvollständige Kühlung des Metallkernes hervorgerufene Blase, Beule oder sonstige Formveränderung im Gußstrang im Bereich des mchtabgestützten Bereiches anzuzeigen, ist gemäß der Erfindung eine Vorrichtung 11 zur Dickenmessung vorgesehen. Die Vorrichtung 11 weist ein Paar Fühler 12 auf, welche zwischen den untersten Fuhrungswaizen 9' und dem Wärmeofen 10 auf den gegenüberliegenden Seiten des Gußstranges 5 anliegen.

Wie in Fig. 2, 3 und 4 dargestellt ist, weist jeder 1-uhler 12 eine verschieben gelagerte, federverspannte und aus einem hitzebeständigen Material bestehende Rolle 13 auf, welche auf einer breiten Fläche des sich bewegenden Gußstranges 5 abläuft und weiche dabei auf die Oberflächenungenauigkeiten des Gußstranges anspricht. Die Rolle 13, welche beispielsweise aus nichtrostendem Stahl gefertigt sein kann und einen Durchmesser von etwa 15 cm aufweisen kann, ist mit einer aus hitzebeständigem Material gefertigten Welle 14 ausgestattet, die drehbar in einem Paar von Graphitlagem 15 angeordnet ist. Die Graphitlager 15 sind an einem Verbindungsteil 16 befestigt, welche jeweils als Gabeiende einer Hülse 17 besteht. Die Hülse ist ihrerseits auf einer feststehenden Stange 18 verschiebbar angebracht und kann relativ zum Gußstrang 5 Hin- und Herbewegungen ausführen. Die btange 18 ist an einer Strebe 19 befestigt. Die Hülse 17 ist gemäß Darstellung mit einem Paar gegenüberliegend angeordneter, durchgehender Nuten 20 versehen, weiche eine Führung für einen Keil 21 von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt bilden. Der Keil ist jeweils auf entgegengesetzten Seiten der Stange 18 befestigt so daß er die Hülse 17 und die Stange miteinander in Eingriff hält. Die Hülse ist durch eine passende Feder 22 in von der Strebe 19 abgewandter Richtung federverspannt. Die Feder 22 ist dabei konzentrisch um die Stange 18 gelegt, um eine konstante Berührung der Rolle 13 mit dem Gußstrang 5 sicherzusteHen Die Strebe 19 ist ihrerseits an einem Rahmen F befestigt, welcher sich unter einem bestimmten Abstand von der Bahn des Gußstranges 5 befindet.

Der Fühler 12 ist an einen Wandler 23 an sich bekannter Konstruktion angeschlossen; der Wandler ist dabei an der Strebe 19 befestigt und mit einem hin- und herbewegbaren Gleitkörper 24 versehen, der an einem tnde mittels einer passenden Strebe 25 an der Hülse 17 angebracht ist. Der Gleitkörper 24 ist also mit der Hülse

Ιΐϋ? ο η"^{0 a}}?^mr*& ^somit Hin- und Herbewegungen der Rolle auf den Wandler 23.

Der Wandler ist an eine passende Gleichstromquelle λ angeschlossen, um ein elektrisches Signal über eine

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Leitung 27 einem Aufzeichnungsgerät 28 an sich bekannter Konstruktion einzugeben.

Bei Betrieb liegen die Rollen 13 der Fühler 12 entweder über der gesamten Breite oder auf einer Teilbreite des sich bewegenden Gußstranges 5 an und drehen sich dabei in ihren entsprechenden Lagern. Wenn eine Beule, hervorgerufen durch unvollständige Erstarrung, zwischen den Rollen 13 hindurchläuft, dann werden die Rollen auf den Stangen 18 in Richtung der entsprechenden Streben 19 verschoben, während sie infolge der Federverspannung die Berührung mit dem Gußstrang 5 halten. Die Bewegungen der Rollen 13 rufen entsprechende Bewegungen der Hülsen 17 und der Gleitkörper 24 hervor, so daß Signale dem gemeinsamen Aufzeichnungsgerät 28 eingespeist v/erden. Diese Signale sind proportional mit dem Bewegungsmaß der entsprechenden Rollen 13 und damit proportional zur Größe der Beule oder Erhebung in der Haut des Gußstranges, an welcher die Rollen anliegen. Das Aufzeichnungsgerät 28 empfängt die Signale von beiden Fühlern und zeichnet sie auf, wobei eine algebraische Summe der von den Wandlern gelieferten, sich verändernden Signale erzeugt und diese Summe mit einem vorbestimmten, der Solldicke des Gußstranges entsprechenden Wert verglichen wird, um ein Signal zu erzeugen, das die Abweichung der Dicke des Gußstranges vom Sollwert angibt. Dabei kann durch das Aufzeichnungsgeräj automatisch eine passende Vorrichtung (nicht dargestellt) ausgelöst werden, um die Abkühlgeschwindigkeit des Gußstranges, also die Menge des jeweils verwendeten Kühlmittels, oder um die Bewegungsgeschwindigkeit des Gußstranges selbst zu ändern. Durch das Aufzeichnungsgerät kann auch ein visuell wahrnehmbares Signal gegeben werden, so daß die Kühlmittelmenge bzw. Kühlgeschwindigkeit oder die Bewegungsgeschwindigkeit des Stranges durch den Bedienungsmann verstellt werden kann, um die erwünschte vollständige Erhärtung des Gußstranges zu erzielen.

Das Verfahren bzw. die Betriebsweise und die Vorrichtung nach der Erfindung ermöglichen es, eine unvollständige Erhärtung des flüssigen Kernes des Gußstranges abzufühlen, da derartige unvollständige Erhärtungen zu Oberflächenungenauigkeiten am Gußstrang führen. Dabei wird ein der Größe der Erhöhung oder Beule entsprechendes Signal ausgesendet. Folglich kann durch entsprechende Einstellung der Kühlmittelmenge oder Geschwindigkeit der Kühlmittelabgabe als auch durch entsprechende Einstellung der Bewegungsgeschwindigkeit des Gußstranges eine vollständige Erhärtung erzielt werden; andererseits ist es erwünscht, so viel Hitze wie möglich im Gußstrang zu speichern, um nachfolgende Bearbeitungen am Strang vornehmen zu können.

Das Ausbeulen eines Gußstranges kann in beiden Richtungen bezüglich der Gußstrangebene geschehen. Da jedoch die Signale jeden Fühlers einem gemeinsamen Aufzeichnungsgerät zugeleitet werden, kann das Aufzeichnungsgerät eine algebraische Summe der von den Wandlern gelieferten, sich verändernden Signale bilden und diese algebraische Summe mit einem vorbestimmten Wert verglichen werden, um ein Signal zu erzeugen, das die Abweichung der Dicke des Gußstranges vom Sollwert angibt.

Die Vorrichtung zur Dickenmessung ist von großem Vorteil, da sie insbesondere im Bereich freier Führung der Gußstränge eingesetzt werden kann und als konstruktiv einfach angesehen werden muß.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Dickenmessung an einem Gußstrang in der Sekundärkühlungszone eines bogenförmigen Strangführungsgerüstes mit auf beiden Seiten des Gußstrangs angeordneten Fühlern, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler über die Breite des Gußstrangs (5) sich erstreckende Rollen (13) aus einem hitzebeständigen Material aufweisen, daß die Rollen (13) jeweils mit einem positionsveränderlich auf einen Wandler (23) einwirkenden Gleitkörper (24) verbunden sind und daß die Wandler (23) an einen geschwindigkeitsveränderlichen Antrieb des Gußstrangs angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (13) an den Gabelenden von Hülsen (17) gelagert sind, die jeweils mit einem der Gleitkörper (24) verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Wandler (23) ein Aufzeichnungsgerät (28) angeschlossen^.

4. Betriebsweise für eine Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Aufzeichnungsgerät eine algebraische Summe der von den Wandlern (23) gelieferten, sich verändernden Signale erzeugt und diese Summe mit einem vorbestimmten, der Solldicke des Gußstrangs entsprechenden Wert verglichen wird, um ein Signal zu erzeugen, daß die Abweichung der Dicke des Gußstrangs vom Sollwert angibt.