DE2039019B2

DE2039019B2 - Verfahren und Einrichtung zur automatischen Regelung der Metallspiegelhöhe in der Kokille einer StranggieBanlage

Info

Publication number: DE2039019B2
Application number: DE19702039019
Authority: DE
Inventors: Aleksandr A. Belenkij; Rita I. Beljawskaja; Wladimir A. Borisenko; Wiktor I. Grochow; Aleksandr N. Leikin; Olga W. Mironowa; Dmitrij K. Potresow; Wsewolod I. Sabaew; Soja K. Samarina; Leonid M. Slyschew; Fedor P. Subow
Original assignee: GOSUDARSTWENNY NAUTSCHNO-ISSLEDOWATELSKIJ I PROJEKTNYJ INSTITUT SPLAWOW I OBRABOTKI ZWETNYCH METALLOW GIPROZWETMETOBRABOTKA MOSKAU
Current assignee: GOSUDARSTWENNY NAUTSCHNO-ISSLEDOWATELSKIJ I PROJEKTNYJ INSTITUT SPLAWOW I OBRABOTKI ZWETNYCH METALLOW GIPROZWETMETOBRABOTKA MOSKAU
Priority date: 1970-08-05
Filing date: 1970-08-05
Publication date: 1975-11-13
Also published as: DE2039019A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur automatischen Regelung der Metallspiegelhöhe in der Kokille einer Metallstranggießanlage, bei dem die Metallspiegelhöhe fortlaufend gemessen und entsprechend dem Meßwert ein die Metallzufuhr regelnder Stopfen verstellt wird und auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die einen elektromechanischen Schwimmergeber der Meiallspiegelhöhe in der Kokille enthält, der mit einem elektronischen Regler für die Steuereinheit, die den Stellantrieb steuert, der den Stopfen im Zwischenbehälter verstellt, verbunden ist.

Aus der französischen Patentschrift 1 535 990 sind Verfahren und Vorrichtungen zur Regelung der Mctallspiegelhöhe in der Kokille einer Metallstranggießanlage bekannt, mit denen auf ein Startsignal der Stopfen gehoben und die Kokille gefüllt wird, bis in dieser der Metallspiegel eine gewünschte Höhe erreicht, worauf der Stopfen in Schließstellung gebracht wird und ein Bestätigungssignal entsprechend dieser Schließstellung erzeugt wird, das beim weiteren Gießen als Grenzwert für die Regelung genommen wird. Wenn bei dieser Regelung der Stopfen sich der Schließstellung nähert und die im durchfließenden Metall enthaltene Wärmemenge kleiner ist uls die durch die Wandungen angeführte Wärmemenge, kommt es zu cinern Erstarren des Metalls im Ausgußf,ystem, und es ist keine weitere Regelung mehr möglich.

Der Erfindung üegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur automatischen Regelung der Metallspiegelhöhe in der Kokille einer Metaiistranggießanlage anzugeben, bei denen die Stopfenstellung in bezug auf die Grenzstellungen fortlaufend überprüft und mit Sicherheit verhindert wird. daß der Stopfen während des Regek-ngsvorganges die untere kritische Stellung erreich!, bei der es zu einem Erstarren des Metalls im Ausgußsystem kommt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Regelung in bestimmten Zeitaoständen unterbrochen und die Endstellungen bestimmt werden, bis zu der der Stopfen gehoben werden kann, ohne die lineare Charakteristik zu verlieren oder bis zu dem dei Stopfen abgesenkt werden kann, ohne daß es zur Erstarrung des Metalls im Ausgußsystem kommt und daß entsprechend den festgestellten Grenzwerten der Verstellbereich des Stopfens beschränkt wird.

Eine bevorzugte Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die einen elektromechanischen Schwimmergeber der Metallspicgelhöhe in der Kokille enthält, der mit einem elektronischen Regler für die Steuereinheit, die den Stellantrieb steuert, der den Stopfen im Zwischenbehälter verstellt, verbunden ist, ist gekennzeichnet durch einen Rechner, der einen Umkehrzähler besitzt, welcher einerseits mit dem Stellantrieb über Impulsgeber f.ir die Bewegung des Stellantriebes und mit der Nullcinstelleinheit des Umkehrzählers verbunden ist und andererseits mit dem Decodierer in Verbindung steht, mit dessen Hilfe die Impulsmengen vorgegeben werden, die die Endstellungen des Verteilerventils bestimmen, wobei der Decodierer seinerseits mit dem Stellantrieb über zwei elektronische Öffnungs- und Schließbegrenzungseinheiten verbunden ist, die den Stellantrieb über die Steuereinheit beim Erreichen der mit Hilfe des Decodierers vorgegebenen Endstellungen des Verteilerventils abschalten, und durch eine Programmeinheit, die mit der Steuereinheit verbunden ist, über letztere periodisch den Stellantrieb von dem elektronischen Regler abschaltet, über diesen Stellantrieb das Verteilerventil in die Endstellungen bringt und in der unteren Endstellung die Nulleinstelleinheit des Umkehrzählers einschaltet.

Dadurch, daß beim erfindungsgemäßen Verfahren die Regelung jeweils in dem Bereich erfolgt, in dem die durchfließende Metallmenge der Stellung des Stopfens proportional ist, kann eine hohe Regelungsgenauigkeit mit Einhaltung der Metallspiegelhöhe in der Kokille von ± 5 mm erzielt und durch Begrenzung der Stopfenbewegung in Richtung auf die Schließstellung ein Erstarren de;· Metalls im Ausgußsystem mit

Sicherheit verhindert werden.

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausfiihrungsbeispiels unter Bezugnahme aul die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschema der Hinrichtung,

Fig. 2 das Schaltbild des Öl'fnungsbegrenzers des Stoplens.

Die automatische Regeleinrichtung enthält einen f lektromechanischen Schwimmergeher 1. 2 (Schwimmer 1 und elektromechanischer Wandler 2 der Metallspiegelhöhe in der Kokille 3). der mit dem elektronischen Regler 4 verbunden ist. welcher über «Jie Steuereinheit 5 den Stellantrieb 6 steuert, der auf «Jen Stopfen 7 des Ausgußsystems 8 des Zwischenbehälters 9, in welchem das aus dem Ofen 10 kommende Metall fließt, einwirkt.

An die Steuereinheit 5 ist ein Rechner 11 angeschlossen, welcher aus Programmeinheit 12 und Umkehrzahler 13 besteht, der einerseits mit der Nulleinstelleinheit 14 des Umkehrzählers und andererseits mit dem Decodierer 15, der über zwei elektronische Öffnungs- und Schließbegrenzungseinheiten 16, 17 den Stellantrieb 6 beim Erreichen den entsprechenden mit Hilfe des Decodieren 15 vorgegebenen Endstellungen des Stopfens 7 abschaltet, verbunden isl. Mit dem Stellantrieb ist ein Impulsgeber 19 verbunden, der die Bewegung des Stellantriebs 6 ir. ein diskretes Signal umsetzt und dieses dem Umkehizähler 13 zuführt.

Die mit der Steuereinheit 5 verbundene Programmeinheit 11 schaltet periodisch (etwa alle 3<l min) den Stellantrieb 6 vom elektronischen Regler 4 ab, bringt über den Stellantrieb 6 den Stopfen 7 in die Endstellungen und schaltet in der unteren Endstellung die Nulleinstelleinheit 14 des Umkehrzählers ein. Hierbei dauern alle diese Arbeitsgänge höchstens 1 see.

Der elektronische Regler 4 ist ein Impulsregler, der zusammen mit einem Festdrehzahlmotor eine proportional-integrale Regelung ohne Stellungsrückführung des Stellantriebes bewirkt.

Die Öffnungsbegrenzereinheit 16 enthält Trigger 19 mit Transistoren 7/1 und TrI (Fig. 2) und UND-Schaltung 2<) mit Transistor 7>3. Vordem Einschalten der Einrichtung zur automatischen Regelung der Metallspiegelhöhe in der Kokille 3 (Fig. 1) wird aus der Steuereinheit 5 auf den Eingang 21 (Fig. 2) des Triggers 19 ein Signal gegeben, das den Trigger in die Ausgangsstellung bringt. Im Laufe des Regeliingsvorganges, sobald der Stopfen 7 (Fig. 1) die obere Endstellung erreicht, wird auf Befehl des Decodiereis 15 auf den Eingang 22 (Fig. 2) des Triggers ein Signal gegeben, das diesen umkippt. In diesem Zustand erscheint am linken Triggerarm ein negatives Signal, das auf den Eingang der UND-Schaltung 20 gegeben wird. Das negative Potential an der UND-Schaltung schaltet über die Steuereinheit 5 (Fig, 1) den Stellantrieb 6 ab und die Aufwärtsbewegung des Stopfens 7 hört auf. Gleichzeitig wird das Signal vom linken Triggerarm auf die (aus der Zeichnung nicht ersichtliche) Signalzelle der Steuereinheit 5 gegeben. Bei der Abwärtsbewegung des Stoplens 7 wird aus der Steuereinheit 5 (Fig. I) ein Signal auf den Eingang 23 (Fig. 2) gene beil, da ν den Trigger in die Ausgangsstellung zurückbringt.

Je nach dem Befehl der Programmeinheit 10 sorgt die Einrichtung entweder für Regelungsbetrieb oder Korrektionsbetrieb. Die Schließbegrenzereinhei» 17 ist ähnlich der C)H nungsbegrenzereinheit 16 gebaut. Im Regelungsbetrieb wird durch den elektromechanischen Schwimniergeber 1 die Istmetallspiegelhöhe in Jer Kokille 3 gemessen, im elektronischen Regler 4 mit der Sollhöhe verglichen und die festgestellte Abweichung durch Einwirkung über die Steuereinheit 5 auf den sich drehenden Stellantrieb 6. der den Stopfen 7 entsprechend dem Vorzeichen der Regelabweichunghebt bzw . senkt, beseitigt. Hierbei wird

!5 die wahre Stellung des Stoplens 7 mit Hilfe des Umkehrzählers 13 überwacht, auf dessen Eingang Impulse vom Impulsgeber IH treffen, der das som Stellantrieb 6 kommende Signal in ein diskretes Signal umsetzt. Zur algebraischen Summicrung der Impulse heim Heben und Senken des Stopfens 7 ist im Umkehrzahler 13 eine (aus der Zeichnung nicht ersichtliche) Umkehreinheit sorgesehen, welche Information über die Bewegungsrichtung des Stopfens 7 von der Steuereinheit 5 erhält. Mit Hilfe des Decodieren 15 werden die Impulsmengen vorgegeben, die die Endstellungen des Stopfens 7 bestimmten. Sobald der Stopfen 7 eine der beiden Endstellungen erreicht, spricht auf Befehl des Decodieren 15 die Sehließbegrenzereinheit 17 bzw. Öffnungsbegrenzereinheil 16 an. die über die Steuereinheit 5 den Stellantrieb 6 ahsCiialtei.

Infolgedessen erreicht der Stopfen 7 während des Regelvorganges nie die untere kritische Stellung, so daß ein Erstarren des Metalls im Ausgußsystem 8 (bei der unteren Endstellung) verhindert wird.

Außerdem wird ein Verstellen des Verieilerventils über diejenige obere Stellung hinaus, bei welcher die Abhängigkeit der Ventilverstcllung von dem Steuersignal keinen linearen Verlauf mehr aufweist, verhindert.

Im Korrektionsbetrieb wird die Steuereinheit 5 von dem Regler 4 abgeschaltet und der Stopfen in die untere Stellung bis zum Anschlag verstellt. Die zu diesem Zeitpunkt vom Umkehrzähler 13 eingespeicherte Impulsmenge kennzeichnet die Größe der Störung. 1st in einem bestimmten Falle die Impulsmenge im Umkehrzähler 13 gleich Null, so folgt daraus, daß die Parameter des Ausgußsystems 8 sich nicht geändeit haben und das Verhältnis der Winkelverstellung des Stellantriebes 6 zur linearen Verstellung nicht gestört worden ist. Ist dagegen die Impulsmenge nicht gleich Null, so wird über die Einheit 15 dem Umkehrzähler ein Korrektionssignal zugeführt, dessen Größe dieser Impulsmenge entspricht, jedoch entgegengesetztes Vorzeichen besitzt.

Hierdurch wird der Einfluß der Parametcrunstabilität des Ausgußsystems 8 beseitigt. Nach Einstellen des Umkehrzählers 13 auf Null wird der Stopfen 7 in die obere Endstellung gebracht.

Die Einrichtung sichert dadurch ein automatisches Anfahren der Stranggießanlage. Die Regelgenauigkeit der Höhe liegt im Bereich von ± 5 mm des Sollwertes.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur automatischen Regelung der Metallspiegelhöhe in der Kokille einer Metall-Stranggießanlage, bei dem die Metallspiegelhöhe fortlaufend gemessen und entsprechend dem Meßwert ein die Metallzufuhr regelnden Stopfen %'erstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung in bestimmten Zeitabständen unterbrochen und die Endstellungen bestimmt werden, bis zu der der Stopfen gehoben werden kann, ohne die lineare Charakteristik zu verlieren oder bis zu dem def Stopfen abgesenkt werden kann, ohne ü'aß es zur Erstarrung des Metalls im Ausgußsy- ¹S stern kommt, und daß entsprechend den festgestellten Grenzwerten der Verstellhereich des Stopfens beschränkt wird.

2. Einrichtung für die automatische Regelung der Metallspiegelhöhc in der Kokille einer Metall-Stranggießanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die einen elektromechanischen Schwimmergeber der Metallspiegelhöhe in der Kokille enthält, der mit einem elektronischen Regler für die Steuereinheit, die den Stellantrieb *5 steuert, der den Stopfen im Zwischenbehälter verstellt, verbunden ist, gekennzeichnet durch einen Rechner (11), der einen Umkehrzähler (13) besitzt, welcher einerseits mit dem Stellantrieb (6) über Impulsgeber für die Bewegung des Stellantriebs (6) und mit der Nulleinstelleinheit (14) des Umkehrzählers (13) verbunden ist und andererseits mit dem Decodierer (15) in Verbindung steht, mit dessen Hilfe die Impulsmengen vorgegeben werden, die die Endstellungen des Verteilcrventils (7) bestimmen, wobei der Decodierer

(15) seinerseits mit dem Stellantrieb (6) über zwei elektronische öffnungs- und Schließbegrenzungseinheiten (16. 17) verbunden ist, die den Stellantrieb (6) über die Steuereinheit (5) beim Erreichen der mit Hilfe des ^ecodierers (15) vorgegebenen Endstellungen des Verteilerventils (7) abschalten, und durch eine Programmeinheit (12), die mit der Steuereinheit (5) verbunden ist, über letztere periodisch den Stellantrieb (6) von dem elektronisehen Regler (4) abschaltet, über diesen Stellantrieb (6) das Verteilerventil (7) in die Endstellungen bringt und in der unteren Endstellung die Nulleiristelleinheit (14) des Umkehrzählers einschaltet.