DE2110548B2

DE2110548B2 - Einrichtung zum Steuern des schrittweisen Ausziehens eines Stranges aus einer horizontalen Stranggießkokille

Info

Publication number: DE2110548B2
Application number: DE19712110548
Authority: DE
Inventors: Otto Herrmann; Heribert Dipl.-Ing. Krall; Helmut 8706 Hoechberg Maag; Rudolf Dipl.-Ing. 8500 Nuernberg Poesl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-03-05
Filing date: 1971-03-05
Publication date: 1974-08-01
Also published as: DE2110548C3; DE2110548A1

Description

Das Hauptpatent I 783 032 bezieht sich auf eine Einrichtung zum Steuern des schrittweisen Ausziehens eines Stranges aus einer horizontalen Stranggießkokille durch von Hydraulikmotoren angetriebene Treibrollen, deren hydraulischer Kreislauf elektrisch steuerbar ist, bei der ein elektrohydraulischer Schrittmotor, ein diesem vorgeschaltetes elektrisches Ansteuergerät und ein damit verbundener Rechner für die einzuspeisenden Betriebsdaten vorgesehen sind.

Mit einer derartigen Einrichtung erhält man einen Antrieb, mit dem die Genauigkeit des Ziehprogramms und auch die Frequenz der Ziehhübe so hoch getrieben werden kann, daß sich Stränge von äußerst gleichbleibender Qualität ergeben.

Es hat sich nun herausgestellt, daß bei verschiedenen Legierungen und Strangquerschnitten bei einer gleichbleibenden Drehzahl der Antriebswelle der Ziehmaschine Risse und Unebenheiten auf der Strangoberfläche auftreten können, da der Reibungswiderstand der erstarrten Oberfläche in der Kokille größer sein kann als die Ziehfestigkeit des erstarrten Querschnittes des Metalls. Außerdem können bei einer gleichbleibenden Geschwindigkeit bei bestimmten Legierungen ungünstige Abkühlungsverhältnisse innerhalb der Kokille auftreten, welche eine ungleichmäßige Gefügeausbildung zur Folge haben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Antrieb gemäß dem Hauptpatent derart zu vervollkommnen, daß hinsichtlich der Ziehgeschwindigkeit noch eine bessere AnpaßbarUeit an die technologischen Erfordernisse des Stranggießens erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung gemäß dem Hauptpatent dadurch gelöst, daß das Ansteuergerät derart ausgebildet ist, daß die Frequenz der Steuerimpulse in einem Verhältnis von mindestens 1 :20 stufenlos variierbar ist, Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Ansteuergerät selbst einen elektronischen Frequenzgenerator enthält, dessen Frequenz in mindestens einem Verhältnis von 1 :20 stufenlos variierbar ist.

ίο Durch eine damit mögliche stufenlose Einstellung der Drehzahl der Treibrollen können Risse und Oberflächenfehler im Strang vermieden weiden, außerdem kann die Gleichmäßigkeit des metallurgischen Gefüges bei bestimmten Metallen verbessert

werden, wenn die Abziehgeschwindigkeit, z. B. in einem Bereich von 100 bis 6 mm je Sekunde einstellbar ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung gemäß dem Hauptpatent besteht darin, daß der elpktrohydrau-

iische Schrittmotor vom Ansteuergerat elektrische Pulse für die Drehrichtung »vorwärts« oder »rückwärts« erhalten kann, um auch außer dem Ausziehen die Kontraktion des Stranges auszugleichen und den Strang von der Kokille ablösen zu können.

Es hat sich nun herausgestellt, daß es aus technologischen Gründen vorteilhaft ist, den Zeitpunkt für den Beginn der Pulse »rückwärts« innerhalb der Wartezeit zwischen den Pulsen »vorwärts« beliebig einstellbar zu machen, da der Zeitpunkt für das Ablösen des Stranges von der Kokille bei den verschiedenen Metallegierungen und Querschnitten innerhalb einer Wartezeit verschieden ist. Durch die Möglichkeit der genauen Einstellung des Zeitpunktes für den Beginn der Pulse »rückwärts« innerhalb der Wartezeit (die Pulse »rückwärts« können auch vor bzw. nach Ablauf der Wartezeit erfolgen), können Fehler der Strangoberfläche und Fehler im Gefüge des Stranges mit Sicherheit vermieden werden und die Lebensdauer der verwendeten Kokille wird erhöht.

Es hat sich nämlich herausgestellt, daß bei verschiedenen Legierungen, z. B. nickelhaltigen Legierungen, Messing- und Zinklegierungen sich der Strang beim Abkühlen an der Innenwand der Kokille festsetzt. Hierdurch entsteht ein großer Ausrieb der Kokille, wodurch die Kokille nach einiger Zeit unbrauchbar wird. Durch das erwähnte Zurückfahren wird erreicht, daß sich der Strang von der Kokille löst, wodurch beim nächsten Zug der Abrieb verringert wird. Durch diese Steuerung läßt sich eine um mindestens 20 °/o höhere Lebensdauer der Kokille erreichen, wobei diese Lebensdauererhöhung sich auf alle zur Zeit gebräuchlichen Kokillen, wie z. B.

Metallkokillen, Graphitkokillen usw., erstreckt.

An Hand einer Zeichnung sei die vorliegende Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Antriebseinrichtung in schematischer Darstellung und

F i g. 2 bis 4 Wegzeitdiagramme des Ziehvorganges.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Stranggießanlage wird der Metallstrang 2 durch Treibrollen 3 absatzweise aus der Kokille des Ofens 1 einer horizontalen Stranggießmaschine gezogen. Zum Antrieb der Treibrollen 3, oder mindestens einer davon, ist ein elek- trohydraulischer Schrittmotor 5 (vgl. zum Beispiel »Control Engineering«, Jan. 1962, S. 73 bis 75) vorgesehen, der in an sich bekannter Weise aus der baulichen Einheit eines elektrischen Schrittmotors und

eines Hydraulikmotors besteht, Zur Ansteuerung des elektrahydraulischen Schrittmotors 5 ist ein elektronisches Steuergerät 4 vorgesehen, das nach den gewünschten technologischen Erfordernissen, z. B, von Zahleneinstellern, von Lochkarten, Lochstreifen oder von einem Rechner her (Pfeil 42) programmiert wird. Das Steuergerät 4 besteht aus dem eigentlichen Ansteuergerät 6, das die elektrischen Pulsl'olgen für den elektrischen Schrittmotor des elektrohydrauliscnen Schrittmotors 5 liefert und einem Programmgeber 41 nebst Zähler 7, die dem Ansteuergerät 6 entsprechende Steuerbefehle vorgeben.

Das Ansteuergerät 6 enthält einen elektronischen Frequenzgenerator, bestehend aus einer einstellbaren Spannungsquelle in Form eines an Spannung liegenden Potentiometers 63 und einem Spannungsfrequenzwandler 62. Die am Ausgang des Spannungsfrequenzwandlers 62 auftretende Pulsfrequenz ist der am Potentiometer 63 eingestellten Spannung proportional. Das Potentiometer 63 ist von Hand oder durch den Programmgeber 41 verstellbar. Diese Pulsfrequenz wird wahlweise über ein Gatter 64 oder 65 dem Vor- bzw. Rückwärtszähleingang eines Ringzählers 61 zugeführt, der die benötigten elektrischen Pulsfolgen in Vor- oder Rückwärtsrichtung für den elektrahydraulischen Schrittmotor liefert.

Zunächst wird eine einstellbare Zahl von Pulsen für Drehrichtung »vorwärts« in den Zähler 7 eingegeben. Nach Freigabe von Gatter 65 wird diese Zahl von Pulsen mit der am Potentiometer 63 eingestellten Frequenz in den Ringzähler 61 getaktet. Das bewirkt eine zeitlich definierte Winkelverstellung des elektrohydraulischen Schrittmotors und damit eine Vorwärtsbewegung des Stranges mit einer bestimmten Geschwindigkeit (Vektor« im Wegzeitdiagramm). Anschließend wird vom Programmgeber 41

ίο eine Wartezeit b 1 vorgegeben. ¹Jm die Kontraktion des Stranges zu berücksichtigen, wird anschließend eine bestimmte Zahl von Pulsen für die Rückwärtsrichtung in den Zähler 7 eingegeben. Nach Freigabe von Gatter 64 verstellt sich der elektrohydraulische Schrittmotors mit der an 63 eingestellten Frequenz in Rückwärtsrichtung (Vektor c im Weg-Zeit-Diagramm). Der Zeitpunkt für den Beginn der Rückwärtsrichtung kann innerhalb der Wartezeit beliebig eingestellt werden. Nach dieser Rückwärtsbewegung

au kann eine neue Wartezeit h 2 folgen. Die F i g. 2 bis 4 zeigen die dabei mögvjhen Varianten. Anschließend folgt ein neuer Programuablauf. Die dabei benötigten Zeiten bzw. Wege sind, wie bereits vorstehend erwähnt, durch den Programmgeber 41 einstellbar:

ebenfalls die Frequenz des Spannungsfrequenzwandlers 62 und damit die Vor- bzw. Rückwärtsgeschwindigkeit des elektrohydraulischen Schrittmotors 5.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Steuern des schrittweisen Ausziehens eines Stranges aus einer horizontalen Stranggießkokille durch von Hydraulikmotoren angetriebene Treibrollen, deren hydraulischer Kreislauf elektrisch steuerbar ist, bei der ein elektrohydraulischer Schrittmotor, ein diesem vorgeschaltetes elektrisches Ansteuergerät und ein damit verbundener Rechner für die einzuspeisenden Betriebsdaten vorgesehen sind, nach Patent 1783 032, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuergerät (4) derart ausgebildet ist, daß die Frequenz der Steuerimpulse in einem Verhältnis von mindestens 1: 20 variierbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der elektrohydraulische Schrittmotor vom Ansteuergerät elektrische Pulse für die Drehrichtung »vorwärts« od^r »rückwärts« erhält, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt für den Beginn der Steuerimpulse »rückwärts« beliebig einstellbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansteuergerät (4) einen elektronischen Frequenzgererator enthält, dessen Frequenz in mindestens einem Verhältnis von 1 : 20 stufenlos variierbai ist.