DE3009697C2

DE3009697C2 -

Info

Publication number: DE3009697C2
Application number: DE19803009697
Authority: DE
Inventors: Boris Isaevic Krasnov; Anatoly Alekseevic Gusev; Michail Maksimovic Moskau/Moskva Su Turkin; Jury Ivanovic Zimin; Anatoly Venediktovic Skolobanov; Leonid Ustinovic Sdanov Su Sevcenko; Geb. Fridman Marina Isaakovna Lebedeva; Vitaly Aleksandrovic Moskau/Moskva Su Karlik
Original assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT AVTOMATIZACII CERNOJ METALLURGII MOSKAU/MOSKVA SU
Current assignee: VSESOJUZNYJ NAUCNO-ISSLEDOVATEL'SKIJ INSTITUT AVTOMATIZACII CERNOJ METALLURGII MOSKAU/MOSKVA SU
Priority date: 1980-03-13
Filing date: 1980-03-13
Publication date: 1987-07-16
Also published as: CH649016A5; ATA173880A; DE3009697A1; AT382100B

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der Konizität einer Kokille für Strangguß bei Änderungen der Gießgeschwindigkeit der Metallschmelze mit Servoan trieben zum Verstellen der Neigungswinkel der Kokillenwände, mit Meßfühlern zum Erfassen mindestens eines Betriebs parameters, mit einem Vergleicher, der die Abweichungs signale zwischen den Ist-Signalen des Meßfühlers und vorge gebenen Sollwerten erzeugt, und mit einem die Servoantriebe entsprechend den Abweichungssignalen ansteuernden Regler.

In der DE-OS 24 15 224 ist eine Einrichtung zum Steuern der Kühlwirkung der Kokillenwände von Metallstrangguß anlagen beschrieben, bei welcher als Steuerparameter für die Einstellung der Wandneigung die Gießgeschwindigkeit und die Temperatur der in die Kokille einströmenden Schmelze verwendet werden. Durch die gezielte Verstellung der schmalen Kokillen-Stirnwände soll eine gleichmäßige Kühlung der Schmelze innerhalb der gesamten Kokille bei sich ändernden Gießgeschwindigkeiten und Temperaturen erreicht werden, um die Strangqualitäten zu verbessern und Strangbrüche zu vermeiden. Eine Korrektur der eingestellten Wandneigung auf der Grundlage weiterer Betriebsparameter wird nicht vorgenommen, was zu einer ungenauen Einstellung der Koni zität der Kokille führen kann.

Aus der DE-OS 29 01 407 ist eine Steuereinrichtung für Metallstrangguß bekannt, bei welcher ein Meßfühler die hin- und hergehenden Bewegungen der Kokille erfaßt. An die Ausgänge dieses Meßfühlers sind zwei elektronische Schaltkreise parallel angeschlossen, von denen einer ein Signal ausschließlich in Verbindung mit den Schwingungen der Kokille erzeugt. Der zweite Schaltkreis liefert ein Signal, das nicht nur von den Kokillenbewegungen, sondern auch von der Reibung zwischen Strang und Kokille sowie von der Stranggeschwindigkeit abhängig ist. Eine Vorrichtung teilt das eine Signal durch das andere und erzeugt auf diese Weise ein für einen jeweiligen Zustand repräsentatives neues Signal, das mit einem analogen Bezugssignal verglichen wird. Durch diese Vergleichsoperation soll das anomale Verhalten eines oder mehrerer Stranggußparameter, beispiels weise die Gießgeschwindigkeit oder die Konizität der Kokillen wände nachgewiesen werden.

Aus der DE-OS 23 51 816 ist eine Einrichtung zum Regeln der Füllstandshöhe einer Strangguß-Kokille bekannt, bei welcher die Abziehgeschwindigkeit durch Einwirken auf den Antriebsmotor der Abziehrollen verändert wird, wenn die Zuflußregelung der Schmelze in die Kokille Grenzwerte über- oder unterschreitet. Dem Antriebsmotor der Abzieh rollen ist ein Drehzahlmesser zugeordnet, dessen Ausgangs signale die Grundlage für eine Drehzahländerung der Rollen bilden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Steuerung der Konizität einer Kokille von Metallstranggußanlagen zu schaffen, die eine für den Strangbildungsvorgang und die Strangqualität optimale Neigungseinstellung der Ko killenwände gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Abziehgerüst ein die Abziehgeschwin digkeit des Stranges erfassender Drehzahlmesser zugeordnet ist, der direkt mit dem Regler zur Einstellung der Abzieh- Sollwerte für den Vergleicher mit einem Sollwert-Einsteller verbunden ist und daß der Meßfühler ein die Abziehkraft des Stranges als Betriebsparameter erfassender Kraftmesser oder ein am Kokillenausgang angeordnetes optisches Pyrometer ist, welches die Wandtemperatur des Stranges erfaßt.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß sich die Form und die Zustände der der Schmelze unmittelbar ausgesetz ten Innenflächen der Kokillenwände entscheidend auf die Qualität des Stranges und auf den gesamten Gießvorgang auswirken. Da sich bei jedem Gießvorgang an der Kokillen innenwand eine mehr oder weniger dicke Schicht von teil erstarter Schmelze absetzt, kann auf direktem Wege der Winkel dieser Trennfläche zwischen teilerstarter und flüssi ger Schmelze nicht bestimmt werden. Gemäß der Erfindung werden diejenigen Betriebsparameter, nämlich die Abzieh kraft bzw. die Oberflächentemperatur des Stranges am Kokillen auslaß, erfaßt und bei der Einstellung der Kokillenwände berücksichtigt, welche in einer unmittelbaren Beziehung zu den Verhältnissen und Bedingungen im Bereich der Behälter innenfläche stehen. Durch die Einführung einer zusätzlichen Messung der auf den Strang wirkenden Abziehkraft und/oder der Oberflächentemperatur des Stranges am Kokillenaustritt, 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 Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher er läutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Kokille im Querschnitt;

Fig. 2 einen Schnitt II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt III-III in Fig. 1;

Fig. 4 schematisch eine Einrichtung zur Steuerung der Konizität der Kokille auf der Grundlage der gemessenen Abziehkräfte des Stranges;

Fig. 5 schematisch eine Einrichtung zur Steuerung der Konizität der Kokille auf der Grund lage der gemessenen Oberflächentemperatur des Stranges unter der Kokille.

Die dargestellte Kokille 1 besteht aus breiten Seiten wänden 2 und schmalen Stirnwänden 3, deren Neigung in Abhängigkeit von der Gießgeschwindigkeit bzw. der Temperatur der Schmelze eingestellt wird.

Die Konizität der Kokille 1 wird in Abhängigkeit von der Abziehkraft des Stranges nach folgenden Beziehungen be stimmt:
α₁ = K ₁ (P ₁-P) für die Seitenwände 2 und
α₂ = K ₂ (P ₁-P) für die Seitenwände 3, wobei α ₁, α ₂
Neigungswinkel der Wände 2, 3, K ₁, K ₂ Proportionalitäts faktoren, P ₁ einen Sollwert und P einen Istwert der Abzieh kraft des Stranges bedeuten.

Die Steuereinrichtung nach Fig. 4 enthält Kraftmesser 4 für die Abziehkraft des Stranges, die über einen Ver gleicher 5 an den Eingang eines P-Reglers 6 angeschlossen sind. Ein weiterer Eingang des Vergleichers 5 führt zum Ausgang eines Sollwert-Einstellers 7, an dessen Eingang ein Drehzahlmesser 8 angeschlossen ist. Der Ausgang des Reglers 6 liegt am Eingang von Servoantrieben 9, durch die z. B. der Neigungswinkel α ₁ der Seitenwände 2 ein gestellt wird.

Die Einrichtung nach Fig. 4 wirkt wie folgt. Bei einer Änderung der Gießgeschwindigkeit gelangt ein Signal vom Drehzahlmesser 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 vom Kraftmesser 4 ein Meßsignal für die Abziehkraft P des Stranges erzeugt, das mit dem Sollwert P ₁ verglichen wird, welcher der neu eingestellten Gießgeschwindigkeit entspricht. Das Abweichungssignal gelangt vom Ausgang des Vergleichers 5 zum Regler 6 und wird auf die Servo antriebe 9 weitergegeben, so daß sich die Konizität der Kokille 1 so lange verändert, bis die den Strang aus der Kokille 1 abziehende Kraft P gleich dem Sollwert P ₁ ist, welcher der eingestellten gleichbleibenden Gießgeschwindig keit entspricht.

Die Steuerung der Konizität der Kokille 1 in Abhängigkeit von der Oberflächentemperatur des Stranges unter der Ko kille 1 wird auf der Grundlage der folgenden Beziehungen vorgenommen:
α ₃ = K ₃ (T-T ₁) für die Seitenwände 2 der Kokille 1
α ₄ = K ₄ (T-T ₂) für die Seitenwände 3 der Kokille 1.

In den Gleichungen bedeuten a ₃, α ₄ Konizitätswinkel der Kokille 1 für die Seiten- bzw. Stirnwände 2 bzw. 3, K ₃, K ₄ Proportionalitätsfaktoren, T eine Solltemperatur der Strangoberfläche am Kokillenauslaß und T ₁, T ₂ Isttemperaturen der Strangoberfläche an den breiten und schmalen Seiten.

Fig. 5 zeigt eine Einrichtung zur Neigungssteuerung der breiten Seitenwände 2 der Kokille 1. Die schmalen Stirn wände 3 werden in ähnlicher Weise verstellt.

Die Einrichtung enthält Servoantriebe 9 zum Verstellen jeder Seitenwand 2, an deren Eingang der Ausgang des Reg lers 6 angeschlossen ist. An den einen Eingang des Reglers 6 sind der Ausgang des Drehzahlmessers 8 und über den Vergleicher 5 der Ausgang eines optischen Pyrometers 10 angeschlossen. Mit dem anderen Eingang des Vergleichers 5 ist der Ausgang eines Sollwert-Einstellers 11 verbunden, an dessen Eingang der Ausgang des Drehzahlmessers 8 ange schlossen ist.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt:

Bei Änderung der Gießgeschwindigkeit gelangt ein Signal vom Drehzahlmesser 8 zum Regler 6, der auf die Servoan triebe 9 einwirkt und einen Konizitätswinkel der Kokille 1 einstellt, welcher der entsprechenden Gießgeschwindigkeit entspricht. Gleichzeitig wird der Sollwert-Einsteller 11 auf einen neuen Wert der unter der Kokille 1 auftretenden Oberflächentemperatur des Stranges eingestellt, welcher einer neuen Gießgeschwindigkeit entspricht. Stimmt die Oberflächentemperatur T ₁ des Stranges unter der Kokille 1 nicht mit diesem neu eingestellten Wert der Oberflächen temperatur 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 Wiederher stellung der Solltemperatur T der Oberfläche des Stranges geändert wird.

Claims

1. Einrichtung zur Steuerung der Konizität einer Kokille für Strangguß bei Änderungen der Gießgeschwindigkeit der Metallschmelze,
mit Servoantrieben zum Verstellen der Neigungswinkel der Kokillenwände,
mit Meßfühlern zum Erfassen mindestens eines Betriebs parameters,
mit einem Vergleicher, der Abweichungssignale zwischen den Ist-Signalen des Meßfühlers und vorgegebenen Soll werten erzeugt, und
mit einem die Servoantriebe entsprechend den Abweichungs signalen ansteuernden Regler, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßfühler ein Kraftmesser (4) ist, der die Ab ziehkraft des Stranges als Betriebsparameter erfaßt, und
daß dem Abziehgerät ein die Abziehgeschwindigkeit des Stranges erfassender Drehzahlmesser (8) zugeordnet ist, der direkt mit dem Regler (6) zur Einstellung der Ab ziehkraft-Sollwerte für den Vergleicher (5) mit einem Sollwert-Einsteller (7) verbunden ist.

2. Einrichtung zur Steuerung der Konizität einer Kokille für Strangguß bei Änderungen der Gießgeschwindigkeit der Metallschmelze,
mit Servoantrieben zum Verstellen der Neigungswinkel der Kokillenwände,
mit Meßfühlern zum Erfassen mindestens eines Betriebs parameters,
mit einem Vergleicher, der Abweichungssignale zwischen den Ist-Signalen des Meßfühlers und vorgegebenen Soll werten erzeugt, und
mit einem die Servoantriebe entsprechend den Abweichungs signalen ansteuernden Regler, dadurch gekennzeichnet,
daß der Meßfühler ein am Kokillenausgang angeordnetes optisches Pyrometer (10) ist, welches die Wandtempe ratur des Stranges erfaßt, und
daß dem Strang-Abziehgerüst ein die Abziehgeschwindig keit des Stranges erfassender Drehzahlmesser (8) zuge ordnet ist, der direkt mit dem Regler (6) sowie zur Einstellung der Wandtemperatur-Sollwerte für den Ver gleicher mit einem Sollwert-Einsteller (7) verbunden ist.