DE2461086A1

DE2461086A1 - System zur steuerung des niveaus des spiegels der metallschmelze in einer stranggusskokille

Info

Publication number: DE2461086A1
Application number: DE19742461086
Authority: DE
Inventors: Noriyuki Aoki; Makoto Tokuda
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1973-12-26
Filing date: 1974-12-23
Publication date: 1975-07-03
Also published as: AU7657074A; JPS5342018B2; JPS5095133A; DE2461086B2; FR2255978B1; CA1040832A; ATA1029474A; IT1026148B; ES433309A1; DE2461086C3; AT339520B; GB1468559A; FR2255978A1

Description

18741

2 3. Dez, 1374

STBiIITOMO MS¹HkL INDUSTRIES, LTD.
Osaka (Japan)

System zur Steuerung des Niveaus des Spiegels der Metallschmelze in einer Stranggußkokille

Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung des Niveaus
des Spiegels der Metallschmelze in einer Stranggußkokille.

Beim Strangguß, insbesondere von Brammen, ist es im Hinblick auf die Durchführung des Gießvorganges und die gleichbleibende Qualität der Bramme wichtig, das Niveau des Spiegels der Metallschmelze in der Kokille konstantzuhalten. Bisher hat man zur Regelung des Niveaus des Spiegels der Metallschmelze in der
Kokille ein System verwendet, das die Drehung der in der Stranggießmaschine vorgesehenen Treibrollen steuert, die zum Abziehen des Stranges dienen. Die Verwendung dieses Systems führt jedoch zu einigen'Problemen im Betrieb der Vorrichtung und
hinsichtlich der Qualität der erhaltenen Produkte.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines mit einem Servomechanismus versehenen Systems, das zur Steuerung des Niveaus des Spiegels der Metallschmelze in einer Stranggußkokmlle dient und leicht zu bedienen und sehr dauerhaft
ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung
eines derartigen Systems, das stoßfrei durch Fingerdruck von der manuellen Steuerung auf die automatische Steuerung (Regelung) umgestellt werden kann und in dem der Servomechanismus

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zto? Kompensation einer Veränderung der G-ießgeschwindigkeit oder des Durchmessers der Düse der Zwischenpfanne oder eines gelegentlichen Leckens oder eines Zusammendrücken der in dem Servomechanismus verwendeten Druckflüssigkeit eingestellt werden kann.

Das erfindungsgemäße System zur Steuerung des Niveaus des Spiegels der Metallschmelze in einer Stranggußkokille "besitzt eine KoMlIe, eine über der Kokille angeordnete Zwischenpfanne, die unten eine einstellbare Düse besitzt, einen Detektor zum Erfassen des Niveaus des Spiegels der Metallschmelze in der Kokille, einen mit dem Detektor verbundenen Regler zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das der Differenz zwischen dem von dem Detektor gemessenen Ist-Niveau des Spiegels der Metallschmelze und dem Soll-Niveau dieses Spiegels proportional ist, wobei der Regler zwischen der automatischen Steuerung (Regelung) und der manuellen Steuerung umstellbar ist, ferner einen Kolbentrieb zum Öffnen und Schließen der einstellbaren Düse der Zwischenpfanne und einen Servomechanismus, der zwischen dem Regler und dem Kolbentrieb zum Öffnen und Schließen der Düse eingeschaltet ist und einen mit dem Regler verbundenen Servoverstärker, ein mit dem Servoverstärker verbundenes Servoventil, sowie einen Vorsteuer-Kolbentrieb besitzt, "der mit dem Servoventil verbunden ist und zur Steuerung des Kolbentriebes zum öffnen und Schließen der Düse dient, ferner einenKolbentriebsstellungs-Detektor zum Erfassen der Stellung des Vorsteuer-Kolbentriebes, ein mit dem Servoventil, dem Kolbentrieb verbundenes Wegeventil sowie ein weiteres Wegeventil, welches das Servoventil wahlweise mit einer Hochdruckölquelle oder zur Komensation mit einer Niederdruckölquelle verbindet, und einen mit den Wegeventilen, dem Vorsteuer-Kolbentrieb und dem Regler verbundenen Bedienungskasten, so dass der Vorsteuer-Kolbentrieb für sich allein in seine Null-Stellung zurückgestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird das Niveau des Spiegels der Metallschmelze somit durch ein mit Rückführung arbeitendes Steuerungs-

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system gesteuert, das einen Detektor zum Erfassen des Niveaus des Spiegels der Metallschmelze aufweist, ferner einen Segler und einen von ihm betätigten Servomechanismus zum Einstellen der Öffnung der Düse, die zum Gießen des schmelzflüssigen Metalls dient. Der Servomechanismus besitzt einen Vorsteuer-Kolbentrieb und einen Stellkolbentrieb, die derart in Wirkungsverbindung miteinander stehen, dass sie sich normalerweise als einen Einheit bewegen. Zum Ausgleich der Wirkung von Störgrößen wird die Verbindung zwischen den beiden Kolbentrieben vorübergehend unterbrochen, so dass durch manuell gesteuertes Verstellen des Vorsteuer-Kolbentriebes eine Kompensation der Störgröße erfolgen kann. Danach wird für die automatische Steuerung (Regelung) die Verbindung wiederhergestellt.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

IPig. 1 schematisch eine Ausführungsform der Erfindung und

■Fig. 2 schemafciäoh den Servomechanismus A dieser Ausführungsform.

Gemäß Fig. 1 ist in der Kokille 10 auf einem vorherbestimmten Niveau ein radioaktive Strahlung emittierender, beispielsweise Go^⁰ enthaltender Detektor 11 angeordnet, der zum Erfassen des Niveaus des Spiegels der Metallschmelze dient. Der Detektor 11 ist mit einem Regler 12 und dieser ist mit einem Servomechanismus A verbunden, der einen Servoverstärker 13, einen elektrisch-hydraulischen Wandler 14· und einen Vorsteuer-Kolbentrieb 15 umfaßt.

Der Regler 12 erzeugt ein Ausgangssignal, das der Differenz zwischen dem von dem Detektor 11 gemessenen Ist-Niveau des Spiegels der Metallschmelze und dem Soll-Niveau für diesen Spiegel proportional ist. Der Regler kann zwischen der automatischen Steuerung (Regelung) und der manuellen Steuerung

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umgestellt werden.. . ■ ■

Der Servoverstärker 13 verstärkt die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Reglers 12 und dem Mis^angssignal eines Detektors, der zur Anzeige der Kolbentriebstellung dient. Der elektrisch-hydraulische Wandler 14- dient zum Umwandeln des elektrischen Ausgangssignals des Servoverstärkers in ein Öldruck- oder Öldurchflußsif_;,nal.

Der Vorsteuer-Kolbentrieb 15 wird mit dem von dem Wandler

14 gesteuerten Öldruck beaufschlagt. Der Kolbentrieb 16 zum Öffnen und Schließen der Düse ist mit einer verschiebbaren Düse 18 einer über der Kokille angeordneten Zwischenpfanne 17 verbunden und steht mit dem Vorsteuer-Kolbentrieb

15 so in Wirkungsverbindung, d-^ss sich beide Kolbentriebe gemeinsam bewregen.

Außer dem Servoverstärker 13, dem v/andler 14 und dem Vorsteuer-Kolbentrieb 15 be.sitzt der .Jervomechnismus A eine in Fig. 2 gezeigte Kompensationseinrichtung. Diese umfaßt ein hydraulisches Servoventil V-, , das mit dem Servoverstärker 13 und dem linken Ende des Zylinders des Vorsteuer-Kolbentriebes 15 verbunden ist, ferner ein zur Anzeige der Stellung des Vorsteuer-Kolbentriebes 15 dienende Detektorschaltung 19, ein Wegeventil V^, das mit dem Servoventil V-,, dem linken Ende des Zylinders des Kolbentriebes 16 zum öffnen und Schließen der Düse und dem rechten Ende des Zylinders des Vorsteuer-Kolbentriebes I5 verbunden ist, ein weiteres V/egeventil Vp, welches das Servoventil V-, wahlweise mit einer Hochdruckölquelle H.S. und zur Kompensation mit einer Niederdruckölquelle L.S. verbinden kann, und einen Bedienungskasten 20, der mit den beiden Yiiegeventilen V^, Vp, ferner mit an entgegengesetzten Enden j.es Zylinders des Vorsteuer-Kolbentriebes 15 angeordneten Endpunktschaltern LSI und LS 2 und mit dem Eegler 12 verbunden ist, so dass der Vorsteuer-Kolbentrieb 15, auch für

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sich allein in seine Null-ätellung zurückgeführt werden
kann.

Der Detektor 19 zum anzeigen der Kolbentriebsbellung ist mit -lern. Kolben 23 des Vorsteuer-Kolbentrie bes 15 und dem Servoverstärker 13 verbunden. lOas Servoventil V-,- ist
durch eine Leitung 21 mit dem rechten Ende des Zylinders des Kolbentriebes 16 zum Öffnen und Schließen der Düse
verbunden und ist, ferner über das ./egeventil V^ und die
Leitung 21 mit dem linken Ende des Zylinders öes Kolbentriebes 16 zum öffnen und Schließen der Düse und mit dem reclrcen Ende des Zylinders des Vorsteuer-Kolbentriebes verbunden.

Der Endpunktschalter LS-, ist am linken Ende und der Endpunktschalter LS₀ Ist am rechten Ende des Zylinders J.es
Vorsteuer-Kolbentriebes 15 angeordnet.

Der Bedienun_t;:skaä;en 20 ist mit einem Druckknopf PB-, versehen, der zur Umschaltung von der manuellen Steuerung
auf die automatische Steuerung (Regelung) dient, und mit einem anderen Druckknopf zum Einleiten der Kompensation.

Im Betrieb des erfindungsgemäßen Systems wird das Niveau des Spiegels der Metallschmelze in der Kokille 10 von dem Detektor 11 erfaßt, der ein entsprechendes Signal an den Segler 12 angibt. Dieser gibt an den Servoverstärker 13
ein Signal ab, das der Differenz zwischen dem Ist-Niveau des Spiegels der Metallschmelze und dem Soll-Niveau für
diesen Spiegel entspricht. Das Ausgangssignal des Servoverstärkers wird von dem elektrisch-hydraulischen /andler 14 in ein öldrucksignal umgewandelt. Mit diesem Öldrucksignal wird der Vorsteuer-Kolbentrieb 15 beaufschlagt,. dessen Bewegung auf den mit ihn in Wirkungsverbindung stehenden Kolbentrieb 16 zum öffnen und Schließen der Düse übertragen wird. Infolgedessen wird die öffnung der einstellbaren

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Düse 18 so eingestellt, dass das sc'iimelzflüssige Metall in einer solchen Menge aus der Zwischenpfanne 17 in die Kokille 10 fließt, dass in dieser der Spiegel der Metallschmelze auf einem Soll-Niveau gehalten wird.

Der Vorsteuer-Kolbentrieb 15 wird mit dem Druck des Hochdrucköls beaufschlagt, das in Abhängigkeit von dem lusgangssignal des Servoverstärkers 13 durch das hydraulische Servoventil V-i triüt. Jabei bewegt sich der Kolbentrieb 16 zum öffnen und Schließen der Düse gemeinsam mit dem Vorsteuerkolbentrieb 15·

Die Kompensationseinrichtung wird in den nachstehend angegebenen Fällen wirksam:

(1) Nach einer Veränderung der Gießgeschwindigkeit für das Stranggießen ode:.¹ des Durchmessers der Düse der Zwischenpfanne würde der Spiegel dec schmelzflüssigen Metalls in · der Kokille auf einem Niveau konstantgehalten werden, das von dem Sollwert abweicht. In diesem Fall wird die Kompensationseinrichtung betätigt.

(2) Die Kompensationseinrichtung wird auch bei einer Umstellung von der manuellen Steuerung auf die automatische Steuerung (Hegelung) betätigt.

(3) Schließlich wird die Kompensationseinrichtung betätigt, wenn d'^r Kolben 23 des Vorsteuerkolbentriebes 15 das eine oder andere Ende seines Hubes erreicht hat, beispielsweise infolge eines gelegentlichen Leckens von Öl aus der Verbindung zwischen dem Vorsteuer-Kolbentrieb 15 und dem Kolbentrieb 16 zum öffnen und Schließen der Düse oder infolge eines Zusammendrückens des 01s.

Im Falle einer Veränderung der Gießgeschwindigkeit oder des

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Durchmessers der Düse der Zwischenpfanne wird zum '.Einleiten der Kompensation der Druckknopf PB₀ gedrückt. Dadurch wird der Bedienungskasten 20 zur Abgabe eines compensationssignals veranlaßt, welches das Viegeventil V₀ derart betätigt, dass das Servoventil V-, anstatt mit Hochdrucköl mit Niederdrucköl gespeist wird, und welches das "Wegeventil V^ derart betätigt,, dass für das Niederdruckö'l ein Strömungsweg auf gesteuert wird, der von dem Zylinder des Vorsteuer-Kolbentriebes 15 über die Leitung 22 und das Wegeventil V_?; zu der Leitung 21 führt, so das:; nur der Vorstouer-Kolbentrieb 15 bewegt 'werden kann. Der niedrige Öldruck kann den Kolbentrieb 16 zur Steuerung der Düse nicht belegen, sondern dieser Kolbentrieb bleibt infolge der Belastung durch die verschiebbare Düse im Stillstand. Jetzt wird der Regler 12 von der automatischen Steuerung (Regelung) auf die manuelle Steuerung umgestellt und wird durch manuelle Betätigung des Heglers 12 der Kolben 23 des Vorsteuer-Kolbentriebes 15 mittels des Servoverstärkers 13 und des KolbentriebsteHungs-Detektors 19 in seine Null-Stellung zurückgestellt. Ss wird somit der Vorsteuer-Kolbentrieb 15 für sich allein in die Stellung gebracht, die dem normalen Ausgangssignal des Reglers entspricht, d.h., dem Ausgangssignal, das auftritt, wenn der Spiegel der Metallschmelze nicht von dem Soll-Hiveau abweicht.

Danach wird zur Umschaltung von der manuellen Steuerung auf die automatische Steuerung (!Regelung) der Druckknopf PB-, gedrückt, so dass das Kompensationssignal unterbrochen und die normale Regelungsfunktion wiederaufgenommen wird. Zu diesem Zweck werden die Wegeventile V₀ "^nd V^ zurückgestellt und wird der Regler 12 wieder auf automatische Steuerung (Regelung) umgestellt. Infolgedessen wird die Düse jetzt so verstellt, dass der Spiegel der Metallschmelze auf das Sollniveau gebracht wird.

Wenn der Kolben 23 des Vorsteuer-Kolbentriebes 15 das rechte oder linke Ende seines Hubes erreicht hat, beispielsweise

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infolge eines gelegentlichen Leckerrs oder Zus amme ndrückens des öls zwischen dem Vorsteuer-Kolbentrieb 15 und dem Korbentrieb 16 zum öffnen und Schließen der Düse, wird der entsprechende ijndpunktschalter LS-, oder LSp betätigt. Dadurch wird der Bedienungskasten 20 zur 4bgabe eines Kompensationssignals veranlaßt,. welches "bewirkt, dass der Vorsteuer-Kolbentrieb 15 in der vorstehend angegebenen v/eise in seine Null-Stellung zurückgestellt wird.

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Claims

- 9 . Patentanspruch:

Systea zur Stsuerung des Niveaus des Spiegels der Metall- · schmelze in einer ,Stranggußform, gekennzeichnet durch eine Kokille, eine über der Kokille angeordnete Zwischenpfanne, die unten eine einstellbare Düse besitzt, einen Detektor zum Erfassen des Niveaus des Spiegels der Metallschmelze in der Kokille, einen mit dem Detektor verbundenen ,teiler zum Erzeugen eines, j.us gangs signals, das der Differenz zwischen dem von dem Detektor gemessenen Ist-Niveau des Spiegels der Metallschmelze und -iem Soll-Niveau dieses Spiegels proportional ist,'wobei der Regler zwischen der automatischen Steuerung (äegelung) und der manuellen Steuerung umstellbar ist, ferner einen Kolbentrieb zum öffnen und Schließen der einstellbaren Düse der Zwischenpfanne und einen Servomechanismus, der zwischen dem .Regler und dem.Kolbentrieb zum Offnen und Schließen der Düse eingeschaltet ist und einen mit dem .Regler verbundenen Servoverstärker, ein mi G dem Servoverstärker-verbundenes Servoventil,' sowie einen Vorsteuer-Kolbentrieb besitzt, der mit dem Servoventil verbunden ist und zur Steuerung des 'Kolbentriebes zum Öffnen und Schließen der Düse dient, ferner einenKolbentriebstellungs-Detek-tor zum Erfassen der Stellung des Vorsteuer-Kolbentriebes, ein mit dem Servoventil, dem Kolbentrieb zum öffnen und Schließen der Düse uad dem Vorsteuer-Kolbentrieb verbundenes Wegeventil sowie ein weiteres Wegeventil, welches das Servoventil wahlweise mit einer Hochdruckölquelle oder zur Kompensation mit einer Niederdruckölquelle verbindet, und einen mit den Wegeventilen, dem Vorsteuer-Kolbentrieb und dem Hegler verbundenen Bedienun ,skasten, so dass der Vorsteuer-Kolbentrieb für sich allein in seine Null-Stellung zurückgestellt werden kann»

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