DE2461086B2

DE2461086B2 - Hydraulischer Servomotor für den Kolbenantrieb eines Stopfen- oder Schieberverschlusses an einem über einer Stranggießkokille angeordneten Zwischenbehälter

Info

Publication number: DE2461086B2
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: 1978-08-03
Also published as: AT339520B; DE2461086A1; ES433309A1; FR2255978B1; AU7657074A; ATA1029474A; FR2255978A1; DE2461086C3; JPS5342018B2; IT1026148B; JPS5095133A; CA1040832A; GB1468559A

Description

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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Servomotor für den Kolbenantrieb eines Stopfen- und Schieberverschlusses an einem über einer Stranggießkokille angeordneten Zwischenbehälter mit einer den Badspiegel in der Stranggießkokille überwachenden Meßeinrichtung und einer Regelvorrichtung zum Steuern des Verschlusses entsprechend der Badspiegelhöhe.

Stranggießkokillen-Füllstandsregelungen an Brammen-Stranggießanlagen sind beispielsweise aus der Zeitschrift »Regelungstechnische Praxis« 1969, Heft 2, S. 68—71 sowie der FR-PS 13 73 146 bekannt.

In der DE-OS 15 58162 ist ein hydraulischer Servomotor der eingangs angegebenen Art beschrieben worden, der den Schieberverschluß an einem Zwischenbehälter in Abhängigkeit der Badspiegelhöhe in einer Stranggießkokille steuert. In dem hydraulischen System eines derartigen, aus einer Kolben-Zylinder-Einheit bestehenden Servomotors können Leckverluste eintreten oder sich Veränderungen daraus ergeben, daß die hydraulische Flüssigkeit unterschiedlich zusammengedrückt wird. In dem hydraulischen System können also Abweichungen auftreten, die ihrerseits kompensiert werden müssen, um eine genaue Regelung über den gesamten Regelbereich aufrechterhalten zu können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die die Weite der Ausflußöffnung des Zwischenbehälters steuernden hydraulischen Antriebe über ihren gesamten Stellbereich in einfacher Weise funktionsfähig zu halten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Servomotor als Vorsteuerantrieb für den Kolbenantrieb des Schieberverschlusses so ausgebildet ist, daß sich die Kolben beider Antriebe gleichsinnig bewegen, daß dem Kolben des Vorsteuerantriebs ein Kolbenstandanzeiger zugeordnet ist und daß dieser Kolben so mit einer Niederdruckölquelle verbunden ist, daß er bei stillstehendem Kolben des Kolbenantriebs in seine Ausgangslage zurückbewegbar ist. Der erfindungsgemäße Servomotor läßt sich zur Kompensation von in dem hydraulischen System eingetretenen Verlusten in einfacher Weise in seine Ausgangslage zurückbewegen, so daß die Genauigkeit der Regelung beeinträchtigende Störeinflüsse in einfacher und schneller Weise ausgeschaltet werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Stranggießkokillenfüllstandsregelung und

Fig.2 eine schematische Darstellung des als Vorsteuerantrieb für den Kolbenantrieb des Schieberverschlusses ausgebildeten Servomotors.

Gemäß F i g. 1 ist in der Stranggießkokille 10 auf einem vorherbestimmten Niveau ein eine radioaktive Strahlung imitierender, beispielsweise CO⁶⁰ enthaltender Strahler 11 angeordnet, der zum Erfassen der Spiegelhöhe der Metallschmelze dient Der Strahler 11 ist mit einem Regler 12 und dieser mit einem Servomechanismus A verbunden, der einen Servoverstärker 13, einen elektrohydraulischen Wandler 14 und einen Vorsteuerantrieb 15 umfaßt

Der Regler 12 erzeugt ein Ausgangssignal, das der Differenz zwischen dem von dem Strahler U gemessenen Ist-Niveau des Spiegels der Metallschmelze und dessen Soll-Niveau proportional ist Der Regler 12 kann von automatischem Betrieb auf manuelle Steuerung umgestellt werden.

Der Servoverstärker 13 verstärkt die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Reglers 12 und dem Ausgangssignal eines Anzeigers, der zur Anzeige des Kolbenstands dient. Der elektro-hydraulische Wandler 14 dient dem Umwandeln des elektrischen Ausgangssignals des Servoverstärkers in ein Öldruck- oder Öldurchflußsignal.

Der Vorsteuerantrieb 15 wird mit dem von dem Wandler 14 gesteuerten Öldruck beaufschlagt. Der Kolbenantrieb 16 zum öffnen und Schließen des Zwischenbehälters 17 ist mit einem Schieberverschluß 18 verbunden und steht mit dem Vorsteuerantrieb 15 so in Verbindung, daß sich deren Kolben gemeinsam bewegen.

Außer dem Servoverstärker 13, dem Wandler 14 und dem Vorsteuerantrieb 15 besitzt der Servomechanismus A eine in F i g. 2 gezeigte Kompensationseinrichtung. Diese umfaßt ein hydraulisches Servoventil V₁, das mit dem Servoverstärker 13 und dem linken Ende des Zylinders des Vorsteuerantriebes 15 verbunden ist, ferner einen zur Anzeige der Stellung des Vorsteuerantriebs 15 dienenden Kolbenstandanzeiger 19 ein Wegeventil V3, das mit dem Servoventil V₁. dem linken Ende des Zylinders des Kolbenantriebes 16 zur Betätigung des Schieberverschlusses 18 und dem rechten Ende des Zylinders des Vorsteuerantriebs 15 verbunden ist Zu der Kompensationseinrichtung gehört weiterhin ein weiteres Wegeventil V2, welches das Servoventil Vl wahlweise mit einer Hochdruckölquelle HS und zur Kompensation mit einer Niederdruckölquelle LS verbinden kann, und ein Bedienungskasten 20, der mit den beiden Wegeventilen V3. V2, ferner mit an entgegengesetzten Enden des Zylinders des Vorsteuerantriebes 15 angeordneten Endschaltern LS\ und LS₂ und mit dem Regler 12 verbunden ist, so daß der Vorsteuerantrieb 15 auch für sich allein in seine Nullstellung zurückgeführt werden kann.

Der Kolbenstandsanzeiger 19 ist mit dem Kolben 23 des Vorsteuerantriebes 15 und dem Servoverstärker 13 verbunden. Das Servoventil Vi ist durch eine Leitung 21 mit dem rechten Ende des Zylinders des Kolbenantriebs 16 zum öffnen und Schließen des Schieberverschlusses 18 verbunden und ist ferner über das Wegeventil V3 und die Leitung 21 mit dem linken Ende des Zylinders des Kolbenantriebs 16 und mit dem rechten Ende des

Zylinders des Vorsteuerantriebs 15 verbunden.

Der Endschalter LSi ist am linken Ende und der Endschalter LS₂ am rechten Ende des Zylinders des Vorsteuerantriebs 45 angeordnet

Der Bedienungskasten 20 ist mit einem Druckknopf PBt versehen, der zur Umschaltung von der manuellen Steuerung auf die automatische Regelung dient, und mit einem anderen Druckknopf zum Einleiten der Kompensation.

Beim Betrieb wird das Niveau des Spiegels der Metallschmelze in der Stranggießkokille 10 von dem Strahler 11 erfaßt, der ein entsprechendes Signal an den Regler 12 abgibt Dieser gibt an den Servoverstärker 13 ein Signal ab, das der Differenz zwischen dem Ist-Niveau des Spiegels der Metallschmelze und dessen is Soll-Niveau entspricht

Das Ausgangssignal des Servoverstärkers wird von dem elektrohydraulischen Wandler 14 in ein Öldrucksignal umgewandelt Mit diesem Öldrucksignal wird der Vorsteuerantrieb 15 beaufschlagt, dessen B?wegung auf den mit ihm in Wirkverbindung stehenden Kolbenantrieb 16 zum öffnen und Schließen des Schieberverschlusses 18 übertragen wird. Infolgedessen wird die öffnung des Zwischenbehälters 17 so eingestellt, daß das schmelzflüssige Metall in einer solchen Menge aus dem Zwischenbehälter 17 in die Stranggießkokille 10 fließt, daß der Spiegel der Metallschmelze in der Stranggießkokille auf einem Soll-Niveau gehalten wird.

Der Vorsteuerantrieb 15 wird mit dem Druck des Hochdrucköls beaufschlagt, das in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Servoverstärkers 13 durch das hydraulische Servoventil Vj tritt. Dabei bewegt sich der Kolbenantrieb 16 gemeinsam mit dem Vorsteuerantrieb 15.

Die Kompensationseinrichtung wird in den nächstehend angegebenen Fällen wirksam:

1. Nach einer Veränderung der Gießgeschwindigkeit für das Stranggießen oder des Durchmessers der öffnung des Zwischenbehälters 17 würde der Spiegel des schmelzflüssigen Metalls in der Stranggießkokille auf einem Niveau konstant gehalten 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 Regelung betätigt.

3. Schließlich ivird die Kompensationseinrichtung betätigt wenn der Kolben 23 des Vorsteuerantriebes 15 das eine oder andere Ende seines Hubes erreicht hat, beispielsweise infolge eines gelegentlichen Leckens von öl aus dem Vorsteuerantrieb 15.

Im Falle der Veränderung der Gießgeschwindigkeit oder des Durchmessers der öffnung des Zwischenbehälters 17 wird zum Einleiten der Kompensation der Druckknopf PBi gedrückt Dadurch wird der Bedienungskasten 20 zur Abgabe eines Kompensationssignals veranlaßt, welches das Wegeventil V2 derart betätigt, daß das Servoventil Vi anstatt mit Hochdrucköl mit Niederdrucköl gespeist wird, und welches das Wegeventil V3 derart betätigt, daß für das Niederdrucköl ein Strömungsweg aufgesteuert wird, der von dem Zylinder des Vorsteuerantriebes 15 über die Leitung 22 und das Wegeventil V₃ zur Leitung 21 führt, so daß nur der Vorsteuerantrieb 15 bewegt werden kann. Der niedrige Öldruck kann den Kolbenantrieb 16 zur Steuerung des Schieberverschlusses 18 nicht bewegen, sondern dieser bleibt infolge der Belastung durch den Schieberverschluß 18 in Stillstand. Jetzt wird der Regler 12 von der automatischen Regelung auf die manuelle Steuerung umgestellt und durch die manuelle Betätigung des Reglers 12 der Kolben 23 des Vorsteuerantriebs 15 mittels des Servoverstärkers 13 und des Kolbenstandsanzeigers 19 in seine Nullstellung zurückgestellt. Es wird somit der Vorsteuerantrieb 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-Niveau abweicht.

Danach wird zur Umschaltung von der manuellen Steuerung auf die automatische Regelung der Druckknopf PB\ gedrückt, so daß das Kompensationssignal unterbrochen und die normale Regelung wieder aufgenommen wird. Zu diesem Zweck werden die Wegeventile V2 und V3 zurückgestellt und der Regler 12 wieder auf automatische Regelung umgestellt. Infolgedessen wird der Schieberverschluß 18 so verstellt, daß der Spiegel der Metallschmelze auf das Soll-Niveau gebracht wird.

Wenn der Kolben 23 des Vorsteuerantriebes 15 das rechte oder linke Ende seines Hubes erreicht hat, beispielsweise infolge eines gelegentlichen Leckens oder Zusammendrücken des Öls zwischen dem Vorsteuerantrieb 15 und dem Kolbenantrieb 16, wird der entsprechende Endpunktschalter LSi oder LSi betätigt. Dadurch wird der Bedienungskasten 20 zur Abgabe eines Kompensationssignals veranlaßt, welches bewirkt, daß der Vorsteuerantrieb 15 in der vorstehend angegebenen Weise in seine Nullstellung zurückgestellt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Hydraulischer Servomotor für den Kolbenantrieb eines Stopfen- oder Schieberverschlusses an einem s über eine Stranggießkokille angeordneten Zwischenbehälter mit einer den Badspiegel in der Stranggießkokille überwachenden Meßeinrichtung und einer Regelvorrichtung zum Steuern des Verschlusses entsprechend der Badspiegelhöhe, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor als Vorsteuerantrieb (15) für den Kolbenantrieb (16) des Schieberverschlusses (18) so ausgebildet ist, daß sich die Kolben beider Antriebe (15,16) gleichsinnig bewegen, daß dem Kolben (23) des Vorsteuerantriebs (15) ein Kolbenstandsanzeiger (19) zugeordnet ist und daß dieser Kolben (23) so mit einer Niederdruckölquelle (LS) verbunden ist, daß er bei stillstehendem Kolben des Kolbenantriebs (16) in seine Ausgangslage zurückbewegbar ist.