DE3009697A1

DE3009697A1 - Verfahren zur automatischen steuerung des betriebszustandes der kokille von metallstranggussanlagen

Info

Publication number: DE3009697A1
Application number: DE19803009697
Authority: DE
Inventors: Leonid Ustinovi&ccaron; &Scaron;danov &Scaron;ev&ccaron;enko; Anatoly Alekseevi&ccaron; Gusev; Vitaly Aleksandrovi&ccaron; Moskva Karlik; Boris Isaevi&ccaron; Krasnov; Geb. Fridman Marina Isaakovna Lebedeva; Anatoly Venediktovi&ccaron; Skolobanov; Michail Maksimovi&ccaron; Moskva Turkin; Jury Ivanovi&ccaron; Zimin
Original assignee: VNII AVTOMATIZACII CERNOJ META
Current assignee: VNII AVTOMATIZACII CERNOJ META
Priority date: 1980-03-13
Filing date: 1980-03-13
Publication date: 1981-10-01
Also published as: CH649016A5; ATA173880A; AT382100B; DE3009697C2

Description

Verfahren zur automatischen Steuerung des Betriebs-
zustandes der Kokille von Metallstranggußanlagen Die vorliegende Erfindung betrifft das Gießen von Metallen und anderen Werkstoffen und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zur automatischen Steuerung des Betriebszustandes der Kokille von Metallstrangguß anlagen.
Die Erfindung kann in Gießereibetrieben beim kontinuierlichen Stranggießen von Metallen durch Pressen einer Schmelzmasse breite Anwendung finden.
Bs ist ein Verfahren zur Steuerung des Betriebszustandes der Kokille von Metallstranggußanlagen bekannt, welches darin besteht, daß man die Breite der Kokille beim Übergang von einer Typengröße des Stranges zu einer anderen verändert (ZeltschriSt "Sumitomo dzJukinai gikho" 1974, Band 22, Nr. 65, s. 28-32).
Als Nachteil dieses Verfahrens ist zu bezeichnen, daß es eventuelle VerSnderungen der Konizität der Kokille nicht berUcksichtigt.
Ferner ist ein weiteres Verfahren zur automatischen Steuerung des Betriebszustandes der Kokille von Metallstranggußanlagen (DE-PS 24 15 224) bekannt, welches darin besteht, daß man die Konizität der Kokille Je nach der Gießgeschwindigkeit und Temperatur der in die Kokille einströmenden Sohmelze verändert.
Der Nachteil dieses bekannten Verfahrens liegt darin, daß man hierbei die Veränderung der Konizität der Kokille vornimmt, ohne die entsoheidendsten Parameter des Gießvorganges zu berücksichtigen, und zwar die Oberflächentemperatur des Stranges an der Austrittsseite der Kokille und die den Strang aus der Kokille abziehende Kraft.
Diese Umstände können zu einer ungenauen Einstellung der Konizität der Kokille führen.
Zudem hat das Gießen von Metall ohne Berücksichtigung der Oberflächentemperatur des Stranges an der Austrittsseite der Kokille u.U. eine verminderte Wärmeableitung vom Strang und dessen Gefügebeeinträchtigung zur Folge, während das Gießen von Metall ohne Berücksichtigung des Wertes der den Strang aus der Kokille abziehenden Kraft erhebliche Spannungen verursacht, welche in der Stranghülle infolge eventueller Zunahme der Haftkräfte zwischen der Stranghülle und den Wänden der Kokille auftreten, so daß es zum Bruch der erstarrten Hülle des Stranges und zum Auftreten von querverlaufenden Winkelrissen kommen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Steuerung des Betriebs zustandes der Kokille von Metallstranggußanlagen zu schaffen, welches eine verbesserte Qualität des Stranges und einen erhöhten Anfall an brauchbarem Metall durch Einführung zusätzlicher Messungen von technologischen Parametern sicherstellt.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man bei einem Verfahren zur automatischen Steuerung des Betriebszustandes der Kokille von Metallstranggußanlagen, bei dem die Konizität der Kokille Je nach der Gießgeschwindigkeit und Temperatur der Metallschmelze eingestellt wird, gemäß der Erfindung die den Strang aus der Kokille abziehende Kraft oder die Oberflächentemperatur des Strangs unter der Kokille zusätzlich mißt und bei einer Abweichung der den Strang aus der Kokille abziehenden Kraft oder der Oberflächentemperatur des Stranges unter der Kokille vom Sollwert die Konizität der Kokille so verändert, daß der Sollwert der den Strang aus der Kokille abziehenden Kraft oder der Oberflächentemperatur des Stranges unter der Kokille wiederhergestellt wird.
Durch die Einführung einer zusätzlichen Messung der den Strang aus der Kokille abziehenden Kraft bzw. der Oberflächentemperatur des Stranges an der Austrittsseite der Kokille wird eine genauere Einstellung der Konizität der Kokille gesichert, so daß die Qualität des Stranges verbessert wird und der Anfall an brauchbarem Metall steigt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von konkreten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; darin zeigen: Fig. 1 eine Kokille; Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 1; Fig. 4 eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.bei Messung der den Strang aus der Kokille abziehenden Kraft; und Fig. 5 eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Messung der Oberflächentemperatur des Strangs unter der Kokille.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur automatischen Steuerung des Betriebszustandes der Kokille von Metallstranggußanlagen besteht darin, daß man die Konizität der Kokille 1 (Fig. 1, 2, 3) für die breiten Seiten 2 und die schmalen Seiten 3 Je nach der Gießgeschwindigkeit der Schmelze, der Temperatur derselben sowie entweder Je nach der den Strang aus der Kokille 1 (Fig. 1) abziehenden Kraft oder Je nach der Oberflächentemperatur des Stranges unter der Kokille 1 verändert.
Das Verfahren zur automatischen Steuerung des Betriebszustandes der Kokille von Metallstranggußanlagen, bei welchem man die Konizität der Kokille 1 in AbhEngigkeit von der Gießgesohwindigkeit und der Temperatur der zu gießenden Schmelze einstellt, wird auf eine beliebige bisher.bekannte Weise durchgeführt.
Im weiteren wird auf Fälle der Durchführung dieses Verfahrens bei zusätzlicher Berücksichtigung der änderung der den Strang aus der Kokille 1 abziehenden Kraft oder der änderung der Oberflächentemperatur des Stranges unter der Kokille 1 eingegangen.
Das Anderungsgesetz der Konizität der Kokille 1 in Abhängigkeit von der den Strang aus der Kokille abziehenden Kraft wird wie folgt angenommen: dd, K. - K1 P) -für die breiten Seiten 2 der Kokille 1 und C2 = K2 (P1 - P) für die schmalen Seiten 3 der Kokille 1, wobei d:2 Konizitätswinkel der Kokille 1 für die breiten und schmalen Seiten 2 bzw. 3, K1, K2 Proportionalitätsfaktoren, P1 einen Sollwert der Abziehkraft des Stranges und P einen Istwert der Abziehkraft des Stranges bedeuten.
Eine Ausführungsform der Einrichtung, die das erfindungsgemäße Verfahren zur automatischen Steuerung des Betriebszustandes der Kokille Je nach Änderung der Abziehkraft des Stranges realisiert, wird im folgenden erläutert.
Die Einrichtung wird auf die breiten Seiten 2 der Kokille 1 (Fig. 4) angewandt betrachtet; in Anwendung auf die schmalen Seiten 3 ist die Einrichtung vollkommen ähnlich.
Die Einrichtung enthält Geber 4 für die Abziehkraft des Stranges, die über einen Vergleicher 5 an den Eingang eines P-Reglers 6 angeschlossen sind. Der andere Eingang des Vergleichers 5 steht mit dem Ausgang eines Eins tellers 7 in Verbindung, an dessen Eingang ein Tachogenerator 8 für Ziehgerüste angeschlossen ist. Der Ausgang des Reglers 6 liegt am Eingang von Servoantrieben 9, durch die der Neigungswinkel C der breiten Seiten 2 der Kokille 1 eingestellt wird.
Die Einrichtung wirkt, wie folgt. Bei der Änderung der Gießgeschwindigkeit kommt ein Signal vom Tachogenerator 8 zum Regler 6, der auf die Servoantriebe 9 einwirkt und damit die Konizität der Kokille 1 einstellt, die der geänderten Gießgeschwindigkeit entspricht.
Zugleich wird mit Hilfe der Geber 4 ein Signal für die Abziehkraft P des Stranges erzeugt, das mit dem Sollwert Pl verglichen wird, der einer neuen stationären Gießgeschwindigkeit entspricht. Das Abweichungssignal gelangt vom Ausgang des Vergleichers 5 zum Eingang des Reglers 6 und wird auf die Servoantriebe 9 weitergegeben, so daß sich die Konizität der Kokille 1 so lange verändert, bis die den Strang aus der Kokille 1 abziehende Kraft P dem Sollwert P1 gleich wird, der einer neuen stationären aießgeschwindigkeit entspricht.
Das Xnderungsgesetz der Konizität der Kokille 1 (Fig. 1) in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Stranges unter der Kokille 1 wird angenommen als: dL3 K3 (T - T1) für die breiten Seiten 2 der Kokille 1 und 44 = K4 (T - T2) für die schmalen Seiten 3 der Kokille 1.
Hierin bedeuten α3, α4 einen Konizitätswinkel der Kokille 1 für die breiten und schmalen Seiten 2 bzw. 3, " K4 Proportionalitätsfaktoren, T eine Solltemperatur der Oberfläche des Stranges am Austritt der Kokille 1 und T1, T2 Je eine Isttemperatur der Oberfläche des Stranges an der Austrittsseite der Kokille 1 an den breiten und schmalen Seiten 2 bzw. 3.
Eine weitere Ausführungsforn der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatischen Steuerung des Betriebs zustandes der Kokille in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Stranges unter der Kokille 1 ist nachstehend beschrleben (Fig. 5).
Die Einrichtung wird in Anwendung auf die breiten Seiten 2 der Kokille 1 betrachtet; in Bezug auf die schmalen Seiten 3 ist sie ganz ähnlich.
Die Einrichtung enthält Servoantriebe 9 zur Verstellung Jeder breiten Seite 2 der Kokille 1, an deren Eingang der Ausgang des Reglers 6 gelegt ist. An den einen Eingang des Reglers 6 sind der Ausgang des Tachogenerators 8 und über den Vergleicher 5 der Ausgang eines optischen Pyrometers 10 angeschlossen. Mit dem anderen Eingang des Vergleichers 5 ist der Ausgang eines Temperatureinstellers 11 verbunden, an dessen Eingang der Ausgang des Tachogenerators 8 angeschlossen ist.
Die Einrichtung funktioniert folgendermaßen: Bei änderung der Gießgeschwindigkeit kommt ein Signal vom Tachogenerator 8 zum Regler 6, der auf die Servoantriebe 9 einwirkt und einen Konizitätswinkel der Kokille 1 einstellt, der der stationären Gießgeschwindigkeit entspricht. Gleichzeitig wird der Temperatureinsteller 11 auf einen neuen Wert der unter der Kokille 1 auftretenden Oberflächentemperatur des Stranges eingestellt, welcher einer neuen Gießgeschwindigkeit entspricht. Stimmt die Oberflächentemperatur T1 des Stranges unter der Kokille 1 nicht mit diesem neu eingestellten Wert der Oberflächentemperatur überein, dann gelangt vom Ausgang des Vergleichers 5 ein Abweichungssignal zum Eingang des Reglers 6, durch den die Konizität der Kokille 1 im Sinne der Wiederherstellung der Solltemperatur T der Oberfläche des Stranges geändert wird.
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Claims

Patentanspruch Verfahren zur automatischen Steuerung des Betriebszustandes der Kokille von Metallstranggußanlagen, bei dem die Konizität der Kokille Je nach der Gießgeschwindigkeit und Temperatur der Metallschmelze eingestellt wird, dadurch gekennzei ohne t, daß man die den Strang aus der Kokille (1) abziehende Kraft (P) oder die Oberflächentemperatur (T1, T2) des Strangs unter der Kokille (1) zuiätzlioh mißt und bei einer Abweichung der den Strang aus der Kokille (1) abziehenden Kraft (p) oder der Oberfläohentemperatur (Ti, T2) des Stranges unter der Kokille (1) vom Sollwert (P1, T) die Konizität der Kokille (1) so verändert, daß der Sollwert (P1 T) der den Strang aus der Kokille (1) abziehenden Kraft (P) oder Oberflächentemperatur (T1, T2) des Stranges unter der Kokille (1) wiederhergestellt wird.