DE2340768A1

DE2340768A1 - Regelvorrichtung fuer die automatische verstellung einer stranggiesskokille

Info

Publication number: DE2340768A1
Application number: DE19732340768
Authority: DE
Inventors: Masakazu Maruyama; Toshiharu Nagaoka
Original assignee: Concast AG
Current assignee: SMS Concast AG
Priority date: 1972-08-14
Filing date: 1973-08-11
Publication date: 1974-02-28
Also published as: JPS5216449B2; DE2340768B2; US3838730A; GB1407643A; JPS4937824A; FR2196212B1; FR2196212A1; DE2340768C3

Description

CONCAST AG ZTJSRICH (SCHWEIZ)

Regelvorrichtung für die automatische Verstellung einer Strangles skokil Ie

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für die automatische Verstellung einer Stranggießkokille, beinhaltend Verstellorgaxie die an gegenüberliegenden Seiten, insbesondere den Schmalseiten der Kokille angreifen.

Es ist bekannt, Plattenkokillen durch Aenderung des Abstandes, der beiden Schmalseiten auf ein gewünschtes Strangformat einzustellen, 7/as beispielsweise durch manuelle Bewegung der Schmalseiten geschehen kann. Eine solche Verstellung ist relativ mühsam und zeitaufwendig und oft ungenau. Ueblicherv?eise muss manuell auch eine gewisse Konizität eingestellt v/erden -was ebenfalls zeitraubend ist. Ti'eiters muss auch darauf geachtet werden, dass zwischen der der Kokille folgenden Strangführung und dem Kokillenformhohlraum keine Exzentrizität besteht da sonst der Strang unzulässig beansprucht ■wird. Auch diese Zentrieroperation ist manuell umständlich auszuführen. '

Es ist auch bekannt, die Schmalseiten einer Kokille mittels Zylinder und Druckmedium in eine durch Anschläge bestimmte Lage zu belegen. Diese Anschläge bzw. Lehren müssen jedoch erst manuell eingebracht bzw. eingestellt werden wodurch ein Zeitverlust eintritt. So ist beispielsweise für jede Formatverstellung auch eine andere Lehre bzw, deren Adjustierung notwendig wozu noch kommt, dass auch die Konizitäten zu berücksichtigen sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet den Abstand und gegebenenfalls auch die Konizität zweier gegenüberliegenden Kokillenwände mittels gesteuerten Verstellorganen rasch und automatisch, d.h. ferngesteuert, zu verändern bzw. einzustellen. Ferner sollte die Möglichkeit gegeben werden, eine Zentrierung des Formhohlraumes der Kokille auf die nachfolgende Strangführung vorzunehmen.

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Diese Aufgabe -wird dadurch gelöst, dass die Verstellorga.ne dieser Seiten mit einen Motor zusammenwirken, eine Sollwerteingabestelle für die gewünschte Position dsr Schmalseiten vorhanden ist, mit den Verstellorganen ein Positionsgeber in Verbindung steht der als Ausgangssignal die Abweichung des gesetzten Sollwertsignals von dem Signal gemäss der tatsächlichen Position der Schmalseiten abgibt, sowie eine AbI auf regelung vorgesehen ist, die abwechselnd jeweils den Motor einer Seite für deren Bewegung aufgrund des Abweichungssignals in Betrieb setzt.

Diese Vorrichtung gestattet es, praktisch mit Knopfdruck die Position der Kokillenwände einer Plattenkokille, insbesondere der Schmalseiten, zu verändern und dadurch sowohl eine Formatanpassung als Piich die Einstellung einer gewünschten Konizität ferngesteuert vorzunehmen. Dadurch kann die bisher übliche manuelle Einstellarbeit entfallen. Weiters ist es sogar möglich, diese automatische Verstellung -während des laufenden Giessbetriebes vorzunehmen. So kann beispielsweise die Konizität laufend verschiedenen Giessparametern, wie Giessgeschwindigkeit, Temperatur des gegossenen Metalles etc. , angepasst -werden.

Anhand der Figuren wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und deren Wirkungsweise beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Plattenkokille, schematisch, Fig. 2 ein Regelschema und die Verstelleinrichtung, Fig. 3 schematisch den Ablauf der Verstellung, Fig. 4 eine logische Schaltung,

Fig. 5 ein Signalablaufschaubild zu der logischen Schaltung.

Die Fig. 1 zeigt eine Plattenkokille mit Breitseiten 1 zwischen denen Schmalseiten 2a, 2b bewegbar sind.

Ns.cn Fig. 2 sind an diesen Schmalseiten 2a und 2b Verstellorgane 3,4 beispielsweise in Form von Spindeln angebracht und zwar jeweils eine Spindel am oberen und unteren Bereich der Schmalseite. Die Regeleinrichtung für die rechte bzw. linke Schmalseite sind identisch. Zur besseren Kennzeichnung wird im folgenden das Symbol a für die bildlich rechte und b für die bildlich linke Seite verwendet . Die beiden Reduktionsgetriebe 5, 6 am Ende der Spindeln 3,

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sind durch die elektromagnetischen Kupplungen 7a bzw. 7b verbunden. Die Achse des Getriebes 5 ist über das Reduktionsgetriebe S mit dem Umkehrnotor 9a und über ein weiteres Reduktionsgetriebe 10 mit einer Anzeigevorrichtung lla in ?orm eines Positionsgebers verbunden. Die Position des oberen Endes der Schmalseite wird durch die Anzahl der Umdrehungen des Motors 9a bestimmt. Das Verhältnis des Reduktionsgetriebes 10 ist so gewählt, dass der Rotor der Anze igevorr icht ung für die maximale Uraörehungsanzahl bzw. den grössten Yerschiebeweg der Schmalseite einen Tfinkelbereich von 180 bestreicht. Dadurch kann die Position der Schmalseite in Werten der Winkelanzeige innerhalb von l~0 des Positionsgebers 11 a angezeigt -werden..

Die digitale Eingabestelle 12 für die Sollwerte des Abstandes der Schmalseiten 2a und 2b umfasst eine Eingabestelle 12D für die vorgewählte Distanz 1 am unteren Schmalseitenende, eine Eingabestelle 12T für die Vorwahl des Abstandes der oberen Enden der Schmalseiten sowie eine Eingabestelle 12F für den Wert Io vor der Verstellung, Diese digitalen Sollwerte werden in einem eingebauten Digital-Analog-Uniwn.ndler in analoge Signale umgewandelt und über die Kontakte led, 16t, 16f und der Leitung 13 einem Nullpunktversteller 13 zu;;ef uhrt.

Der Nullpunktversteller wird verv-endet zur Zentrierung des For.Tihohlraunes der Kokille mit der nachfolgenden Strangführung. Dazu werden die Rotoren der Differential-Regelgeneratoren 13a, 13b in ungekehrter Richtung zu der Winkelposition durch einen Verstellhebel verdreht. Die Statorwicklungen der Regelgeneratoren 13a, 13b sind an die gemeinsame Leitung 18 angeschlossen. Die Rotorwicklungen sind über die Kontakte 17a oder 17b mit den Statorwicklungen der Positionsgeber lla und 11b verbunden.

Mit 19 ist ein Ablauf-Steuerwerk bezeichnet. Es umfasst einen Verstärker 14 und eine Regeleinheit 15, in Fig. 2 mit 14a, 14b, 15a, lob für die zwei Seiten gekennzeichnet. Es kann jedoch auch nur ein Verstärker und eine Regeleinheit 15 für beide Seiten zugleich vorgesehen werden. Der Verstärker 14a h arbeitet bei hohem Eingangswert, der Verstärker 14a 1 bei niedrigem Eingangswert. Als Eingangswert dient das Ausgangssignal des Rotors des Positionsgebers lla. Je nach Höhe des Eingangs'vertes wird ein Signal entweder vom Verstärker i'a h oder 14a 1 an die Regeleinheit 15a als Eingangssignal

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abgegeben. Diese Regcleinheit arbeitet in Form eines Drehzahlreglers und bewirkt, abhängig vom Eingangssignal, den Lauf des Motors 9a mit hoher oder niedriger Drehzahl und zwar in einer Richtung, dass die Ausgangsgrösse des Positionsgebers lla gegen Null geht. Weiters v/ird von der Regeleinheit 15a die Magnetkupplung 7 betätigt.

Auf Grund einer logischen Schaltung, die nachfolgend noch beschrieben wird, werden die Kontakte 16d, 16t und 16f in bestimmter Reihenfolge geöffnet oder geschlossen.

Bevor die Funktionsweise der Regelung beschrieben wird, wird anhand der Fig. 3 vorerst der Bewegungsablauf der zu verstellenden Schmalseiten beschrieben.

1. Die geneigten Schmalseiten 2a, 2b haben einen Ausgangsabstand ihrer unteren Enden von Io und sollten so verstellt werden, dass der Abstand am unteren Ende 1 und am oberen Ende 1 + δΙ wird.

2. Die Schmalseite 2a wird senkrecht gestellt.

3. Die Schmalseite 2b wird senkrecht gestellt.

4. Die Schmalseite 2a wird auf die Distanz 1 verschoben.

5. Die Schmalseite 2b wird auf die Distanz 1 verschoben.

6. Das obere Ende der Seite 2a wird in Sollposition 1 +^l gebracht.

7. Das obere Ende der Seite 2a wird in Sollposition 1 + Al gebracht.

Der Ablauf dieser Operationen wird automatisch durch die Folgeregelung gesteuert; zur Zentrierung werden noch

8. beide Seiten um den Betrag a in gewünschter Richtung verschoben.

Der Regelvorgang läuft wie folgt ab:

-1. In der Ausgangsstellung sind die Kontakte 16d, 16t, 16f offen, der Kontakt 17a geschlossen und der Kontakt 17b offen. Die Magnetkupplungen 7a, 7b sind offen und der Nullpunktversteller 13 befindet sich in Null-Position.

2. Nach Drücken eines Startknopfes erzeugt ein Startsignal S - siehe Fig. 4 - ein Signal χ zum Schliessen des Kontaktes 16 f und ein Sollwertsignal lo/2, erzeugt von der Sollwerteingabestelle 12F, erreicht über die Leitung 13, den Nullpunktversteller 13 und über den Kontakt 17a, den Positionsgeber lla. Die Rotorstellung des Positionsgebers lla nimmt eine Y/inkelposition gemäss der Position

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des oberen Endes der Schmalseite 2a vor der Verstellung· an; daher ■wird ein Signal So, entsprechend der Hälfte der Differenz des Abstandes zwischen oberem und unteren Ende der Schmalseite 2a am Rotor des Detektors erzeugt und in den Verstärker 14 eingegeben. Wenn die Differenz des Abstandes zu gross ist, arbeitet der Verstärker 14a h so dass die Regeleinheit 15a den Motor 9a mit hoher Drehzahl in die Richtung aktiviert in der das Signal So klein wird. Ist die besagte Differenz klein, arbeitet der Verstärker 14a 1 und betätigt den Motor 9a mit kleiner Geschwindigkeit. In diesem Falle, da die Kupplung 7a offen ist, bewegt sich das untere Ende der Schmalseite 2a nicht, sondern nur das obere Ende wird nach innen bewegt so dass sich die Schmalseite in die vertikale Position aufstellt. Sobald die Differenz des obengenannten Abstandes derart verkleinert wird und das Signal So bis zu einem bestimmten Wert reduziert wird, wird das Signal des Verstärker 14a 1 beendet und der Motor 9a gestoppt. Dadurch bleibt auch die Schmalseite in der Senkrechtposition. Wenn das Signal So zu Null wird, wird das Endsignal PR erzeugt um den Auf/Zu - Zustand der Kontakte 17a und 17b zu ändern.

3. Sobald der Kontakt 17b geschlossen wird, erreicht das Sollsignal der Sollwerteingabestelle 12F den Positionsgeber lib, so dass der Motor 9b betätigt und die Schmalseite 2b in Sen-krechtposition gebracht wird. Nachdem das Ausgangssignal So des Positionsgebers 11b Null wird, wird das Endsignal Pl 1 erzeugt.

4. Das Signal Pl 1 wird in die logische Schaltung, Fig. 4, eingespeist und bewirkt, dass das Signal χ den Wert Null einnimmt, so dass der Kontakt 16f geöffnet wird. Weiters wird ein Signal Y erzeugt, so dass der Kontakt 16d geschlossen wird. Hierauf ändert das Endsignal Pl 1 den Auf/Zu-Zustand der Kontakte 17a, 17b wiederum und die Magnetkupplungen 7a, 7b werden betätigt.

Auf diese Weise wird der Sollwert 1/2 der Eingabestelle 12 D dem Stator des Positionsgebers 11a zugeführt. Zu gleicher Zeit wird, da der Rotor des Positionsgebers 11a sich noch in Winkelstellung gemäss lo/2 befindet, ein Signal Sl entsprechend (l-lo)/2 am Rotor erzeugt, das eine Betätigung des Motors 9a in gleicher Weise wie in 2.) beschrieben bewirkt. Da die Kupplung 7a geschlosen ist, bewegt sich die Schmalseite 2a in ihrer Senkrechtposition zur Distanz 1

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bei welcher das Signal S 1 Null wird. Durch das Endsignal PR wird der Auf/Zu-Zustand der Kontakte 17e, 17b erneut gewechselt.

5. Da durch diesen Wechsel der Kontakt 17b geschlossen wurde, gelangt das Signal 12D in den Positionsgeber 11b und die Seite 2b bewegt sich bis zum Abstand 1, wie schon unter Punkt 4 für die Seite a beschrieben. Nach Beendigung dieser Verstellung verursacht ein Endsignal PL 2 einen erneuten Wechsel der Zustände der Kontakte 17a, 17b und öffnet die Kupplungen 7a, 7b. Das gleiche Signal PL 2 bewirkt, dass das Signal y Null wird wobei der Kontakt 16d geöffnet wird, und erzeugt - -wie in Fig. 4 dargestellt -, ein Signal ζ um den Kontakt 16 t zu schliessen.

6. Dadurch erreicht das Sollwertsignal für die Länge (1 +Δ1)/2 aus der Sollwerteingabestelle 12 T den Stator des Positionsgebers 12 a. Da dessen Rotor sich in einer Winkelposition entsprechend 1/2 befindet, wird am Rotor ein Signal S2 entsprechend A 1/2 erzeugt. Bei geöffneter Kupplung 7a bewegt sich nun die Seite 2a bis zur Stellung 1 + 41, Nach beendeter Verstellung wird das Endsignal PR gegeben und der Auf/Zu-Zustand der Kontakte 17a, 17b geändert.

7. Nach Schliessung des Kontaktes 17b erreicht das Sollwertsignal der Eingabestelle 12T den Positionsgeber 11b und bewegt nur das obere Ende der Schmalseite 2b bis zur Position 1+41. Danach wird das Endsignal PL 3 gegeben, so dass das Signal ζ Null wird, der Kontakt 16 t geöffnet und der Auf/Zu-Zustand der Kontakte 17a, 17b gewechselt wird. Auch die Kupplungen kehren in ihre Ausgangslage zurück.

Wie aus den Ausführungen hervorgeht, werden die Kontakte 17a, 17b bei jedem Auftreten der Endsignale PR und PL geöffnet bzw. geschlossen. Das Endsignal Pl bewirkt ferner die Erzeugung der Signale x, y, ζ sowie des Startsignales S. Dazu ist das Ablaufregelwerk 19 mit einer logischen Schaltung ausgerüstet.

Nach Fig. 4 bezeichnen die Bezugszeichen 21, 22, 23, 24, 29, jeweils eine UND-Schaltung oder UND-Verknüpfung, die Bezugszeichen 25 bis 28 eine ODER-Schaltung bzw. ODER-Verknüpfung und die Bezugszeichen 31 bis 33 NICHT-Schaltungen bzw. NICHT-Verknüpfungen. Ts 1 und Ts 2 bezeichnen Verzögerungs-Schaltungen. Sobald ein Startsignal S bei Nullwerten der Signale x, y und ζ gegeben wird (Kontakte 16d, 16t, 16f offen) gibt die UND-Schaltung 21 ein Signal χ

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(Xontakt 16f zu) da die Aurgergssigaale der NICHT-Schaltungen Eins sind; dieser Zustand v/ird bei der ODER-Schaltung (Fig. 5, c) beibehalten.

Sobald das erste Endsignal PL 1 gesetzt ist, wird es durch die ODER-Schaltung 26 zur UND-Verknüpfung 22 geleitet. Da die Ausgangssignale der Verzögerungsschaltungen TsI und Ts2 noch Null sind, sind auch die Ausgangssignale der XIHD-Schaltungen 29,30 Null. Daher ist das Ausgangssignal der UND-Verknüpfung 24 Null und das der NICHT-Schaltung gleich Eins. Daher gibt die UND-Schaltung 22 ein Signal y (der Kontakt 16 ist geschlossen) ; der Zustand v/ird durch die ODER-Schaltung 26 beibehalten und es gibt ein NüLL-Signal zur UND-Schaltung 21 durch die NICHT-Schaltung 31 -wobei das Signal χ Null wird (Kontakt 16 f ist offen), (Fig. 5, d).

Das Signal y geht auch in die Verzögerungsschaltung TsI. Da die vorgegebene Verzögerungszextdauer ti der Verzögerungsschaltung TsI grosser ist als die Dauer des Endsignals PL 1, gibt die Schaltung Ts 1 kein Ausgangesignal solange das Signal PL 1 vorhanden ist, gibt jedoch ein Ausgangssignal Eins sobald PL 1 erloschen ist.

Sobald das Endsignal PL 2 eingespeist ist, ist das Ausgangssignal Ts 1 noch immer Eins daher ist der Ausgang der IRTD-Schaltung auch Eins, Da jedoch das Ausgangssignal der Yerzögerungsschalfung Ts ? noch Null ist, ist auch das Ausgangssignal der UND-Verknüpfung 30 Null; das Ausgangesignal der NICHT-Schaltung 33 ist Eins, so dass die üZsD-Schaltung: 23 ein Ausgangssignal 7 (Kontakt 16 ist offen) gibt (Fig. 5, e). Dieser Zustand wird durch die ODER-Schaltung 27 beibehalten und zusätzlich gibt das Signal 7 ein Null-Signal durch die :iICHT-Verknüpfung 32 zur UND-Schaltung 22 um das Signal y Null werden zu lassen (Kontakt 16 d ist offen).

Das Signal 7 -wird auch der Verzögerungsschaltung Ts 2 zugeführt. D?. die Verzögerungszeit t2 der Verzögerungsschaltung Ts2 grosser vorgegeben wurde als die Dauer t3 des Endsignals PL 2, so gibt die Schaltung Ts 2 kein Ausgangssignal solange PL 2 vorhanden ist, gibt jedoch nach Erlöschen dieses Endsignals das Signals Eins.(Fig. 5, g)

Könnt das Endsignal PL 3, ist das Ausgangssignal der Verzö™ gerun~!?schaltung Ts 2 noch immer Eins und das Signal der UXD-Schaltung 20 nimmt auch Eins an; zur gleichen Zeit -wird auch das Ausgangssignal der UInD-Schaltung 24 den Wert 1 erlangen, so dass

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das Signal ζ wegen dos Ausgp.igpsignals KuIl der NICHT-Schaltung 33 (Kontakt 16 t ist offen) zu Null umgewandelt wird (Fig. 5, e). Wegen der ODER-Schaltung 28 wird das Ausgangssignal der NICHT-Schaltung 33 bei Null gehalten solange das Endsignal PL 3 vorhanden ist; daher ist das Signal y Null. Auf diese Weise kehrt die logische Schaltung zu ihrer Ausgangslage zurück.

Um die Mitte des Abstandes zwischen beiden Schmalseiten 2a, 2b auf die Mittenposition der, der Kokille nachfolgenden Strangführung zu zentrieren, werden zuerst die Schmalseiten in der vorstehend beschriebenen Weise verstellt. Sodann wird zuerst der Nullpunktversteller 13 durch einen Verschiebehebel auf den Sollwert a. gestellt, der der Distanz entspricht um die die Seiten bewegt werden müssen. Dann wird beispielsweise der Schalter 16c der parallel zu Schalter 16 t geschaltet ist, geschlossen und der Startknopf gedrückt. Die Kupplungen 7a, 7b sind geschlossen. Da der Kontakt 17a schon geschlossen, der Kontakt aufgrund des Endsignals PL3 geöffnet war, wird ein Signal entsprechend (1 +aD/2 4- a in den Stator des Positionsgebers 11a eingegeben. Da andererseits das obere Ende der Schmalseite 2b auf Grund der vorherigen Verstellung bereits auf (1 + Al)/2 eingestellt war, erscheint im Rotor des Anzeigegerätes 11a ein Signal der Grosse _a. Dieses Signal arbeitet gleich wie das Signal So (wie in Punkt 1 beschrieben) und bewirkt den Start des Motors 9a. Bei geschlossener Kupplung 7a bewegt sich die Schmalseite bis zur Distanz entsprechend s.. Danach wird das Endsignal PR gegeben und die Kontakte 17a, 17b verstellt. Zugleich wird ein Signal der Grosse (1 +dl)/2^a vom Differentialgenerator 13b erzeugt und gelangt zum Stator des Positionsgebers 11b; der Motor bewegt sodann die Schmalseite 2b um den Betrag ^. Auf diese Weise wird der Mittelpunkt der Distanz zwischen den Schmalseiten 2a und 2b um die gewünschte Wegstrecke s. verschoben (Fig. 3, S)".

Wie ausführlich beschrieben, kann aufgrund von in die Sollwerteingabestelle eingespeisten Daten sowohl der Schnalsextenabstand als auch die Konizität automatisch und durch Fernbedienung rasch und genau eingeregelt werden. Ein Nullpunktversteller ermöglicht weiters die Zentrierung von Kokille und Strangführung.

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Claims

PATENTANSPRUCH

Regelvorrichtung für die automatische Verstellung einer Stranggiesskokille, mit Verstellorganen die an gegenüberliegenden Seiten, insbesondere den Schmalseiten der Kokille angreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellorgane dieser Seiten mit einem Motor zusammenwirken, eine Sollwerteingäbesteile für die gewünschte Position der Schmalseiten vorhanden ist, mit den Verstellorganen ein Positionsgeber in Verbindung steht der als Ausgangssignal die Abweichung des gesetzten SollTvertsignals von dem Signal geiuäss der tatsächlichen Position der Schiaalseiten abgibt, sowie eine Ablaufregelung vorgesehen ist, die abwechselnd jeweils den Motor einer Seite für deren Bewegung aufgrund des Abweichungssignals in Betrieb setzt.

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