DE3022963A1 - METHOD FOR CONTROLLING THE CONTINUOUS CASTING OF METALS, ESPECIALLY STEEL - Google Patents

METHOD FOR CONTROLLING THE CONTINUOUS CASTING OF METALS, ESPECIALLY STEEL

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DE3022963A1 DE19803022963 DE3022963A DE3022963A1 DE 3022963 A1 DE3022963 A1 DE 3022963A1 DE 19803022963 DE19803022963 DE 19803022963 DE 3022963 A DE3022963 A DE 3022963A DE 3022963 A1 DE3022963 A1 DE 3022963A1
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Description

BESCHREIBUNG:DESCRIPTION:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des
Stranggxessens von Metallen, insbesondere von Stahl.The invention relates to a method for controlling the
Continuous casting of metals, in particular steel.

Die Anmelderin hat bereits ein Verfahren zur verbesserten
Steuerung des Stranggiessens von Metallen in Vorschlag gebracht, bei dem die flüssige Oberfläche des sich bildenden Metallstrangs in der Kokille mit einem Schutzpulver von entsprechender Zusammensetzung abgedeckt wird; im Wege diesesThe applicant already has a method for improved
Bringing control of the continuous casting of metals in proposal, in which the liquid surface of the forming metal strand in the mold is covered with a protective powder of the appropriate composition; in the way of this

Ö30066/0aS1Ö30066 / 0aS1

Verfahrens werden unerwünschte Nebenbewegungen der Kokille registriert, wird das Spektrum dieser Bewegungen, welches die Reibungskräfte zwischen Strang und Kokille repräsentiert, mit einem weiteren für ideal angesehenen Spektrum verglichen, und werden die Giessparameter in der Weise verändert, dass das Ist-Spektrum dem Ideal-Spektrum weitgehendst angenähert wird, wobei in diesem Augenblick die Kokillenschmierung als ausreichend anzusehen ist.If unwanted secondary movements of the mold are registered, the spectrum of these movements is which represents the frictional forces between the strand and the mold, with a further spectrum considered ideal compared, and the casting parameters are changed in such a way that the actual spectrum corresponds to the ideal spectrum is largely approximated, and at this moment the mold lubrication is to be regarded as sufficient.

Es wurde festgestellt, dass nach Ablauf einer bestimmten Einsatzzeit einer Stranggiessanlage die Reibungserscheinungen von dem als Normal erachteten abweichen aus Gründen, die sich nur schwerlich mit den bekannten Änderungen oder laufenden Vorgängen bei der Abwicklung eines Stranggiessprozesses erklären lassen. Hieraus folgerte, dass selbst bei ordnungsgemässer Auswertung der genannten Aufzeichnungen immer noch eine gewisse Vorsicht am Platze ist.It was found that after a certain period of use of a continuous casting plant the friction phenomena deviate from what is considered normal for reasons that are difficult to deal with the known changes or have ongoing processes in the execution of a continuous casting process explained. From this it concluded that even with a proper evaluation of the named Records still a certain caution in place is.

Erfahrung und Beobachtungen haben nunmehr gezeigt, dass sich im Laufe der Zeit bei den mechanischen Elementen zur Übertragung der Kokillenschwingung ein Verschleiss einstellt, welcher den ordnungsgemässen Ablauf des Stranggusses und damit die Qualität des Stranggussproduktes beeinträchtigte.Experience and observations have now shown that in the course of time the mechanical elements For the transmission of the mold vibration, wear sets in, which ensures that the continuous casting is carried out properly and thus impaired the quality of the continuously cast product.

Zur Ausschaltung dieses Nachteils könnte eine regelmässige Sichtkontrolle der Elemente zur Übertragung der Kokillen-Schwingbewegungen durchgeführt werden, doch ist diese Verfahrensweise als solche mit Vorsicht zu geniessen, und dies besonders deswegen, weil hier eine weitgehende Abhängigkeit von der jeweiligen Kontrollperson gegeben ist.To eliminate this disadvantage, a regular visual inspection of the elements for the transmission of the mold oscillating movements could be carried out be carried out, but this procedure as such should be used with caution, and This is particularly so because there is extensive dependency on the respective control person is.

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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Ausschaltung dieses Nachteils.The present invention relates to a method for eliminating this disadvantage.

Das erfindungsgemaße Verfahren ist im wesentlichen gekennzeichnet durch:The method according to the invention is essentially characterized by:

a. Messung der effektiven Kokillenbewegung mittels eines entsprechenden und mit der Kokille verbundenen Messfühlers (Bewegung, Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung) und anschliessende Auswahl eines vorgegebenen Frequenzbereichs aus den beobachteten Bewegungsfrequenzen (Nutzsignal U);a. Measurement of the effective mold movement by means of a corresponding one connected to the mold Sensor (movement, speed or acceleration) and subsequent selection of a specified one Frequency range from the observed movement frequencies (useful signal U);

b. Messung der effektiven Bewegungen des die Bewegungen übertragenden Schwingarms mittels eines Messfühlers, der vorzugsweise möglichst nahe an dem die Schwingungsbewegungen der Kokille erzeugenden Antriebsmotor liegt, wobei der Messfühler mit einem der Übertragungselemente für diese Bewegung verbunden ist, und anschliessende Auswahl eines vorgegebenen Frequenzbereichs aus den erfassten Bewegungsfrequenzen (Bezugssignal R);b. Measurement of the effective movements of the swing arm transmitting the movements by means of a measuring sensor, the preferably as close as possible to the drive motor generating the vibratory movements of the mold lies, wherein the sensor is connected to one of the transmission elements for this movement, and then Selection of a predetermined frequency range from the detected movement frequencies (reference signal R);

c. Benutzung mindestens eines der beiden Signale U und Rc. Use at least one of the two signals U and R

- als Korrekturfaktor unter Berücksichtigung (nach einem an sich bekannten Verfahren) der theoretischen Amplituden der Schwingungsbewegungen an den beiden Punkten, wo sich die Messfühler befinden,- As a correction factor taking into account (according to a method known per se) the theoretical The amplitudes of the oscillation movements at the two points where the sensors are located,

- bzw. als Korrekturfaktor unter Berücksichtigung der Eigenempfindlichkeitsdifferenz der beiden Messfühler, wodurch sich zwei korrigierte Signale Ü, und R, sowie die Werte aus U1 - R1 bzw. U1 errechnen laaeenf - or as a correction factor taking into account the intrinsic sensitivity difference of the two sensors, whereby two corrected signals Ü, and R, as well as the values from U 1 - R 1 and U 1 can be calculated laaeenf

wobei: 1where: 1

K=I, wenn es sich bei den Messfühlern um Bewegungsmessfühler handelt,K = I if the sensors are motion sensors acts,

K = der Schwingungsfrequenz der Kokille direkt proportional, wenn es sich bei den Messfühlern um Geschwindigkeitsinessfühler handelt,K = directly proportional to the oscillation frequency of the mold, if the sensors are speed sensors,

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— π —- π -

K = dem Quadrat der Schwingungsfrequenz der Kokille direkt proportional, wenn es sich bei den Messfühlern um Beschleunigungsmessfühler handelt; undK = directly proportional to the square of the oscillation frequency of the mold, if it is the case with the measuring sensors are accelerometers; and

d. kontinuierliche oder intervallmässige Messung der Signale U bzw. R, wodurch sich die ständigen oder gelegentlichen Veränderungen der Werte U-, - R-, bzw. U, bestimmen lassen und K "rTd. continuous or intermittent measurement of the signals U or R, whereby the permanent or occasional Changes in the values U-, - R-, or U, let determine and K "rT

festgestellt werden kann, ob diese Werte von den einer mechanischen übertragung ohne unzulässiges Spiel entsprechenden Sollwerten abweichen.it can be determined whether these values differ from those of a mechanical transmission without impermissible play deviate from the corresponding setpoints.

Auf diese Weise ist eine ständige überwachung des mechanischen Zustande der die Kokillenschwingung gewährleistenden Vorrichtung möglich und lassen sich zu gegebener Zeit Wartungsmassnahmen an dieser Vorrichtung vorsehen, wenn die ermittelte Messwertgröße ein Niveau übersteigt, das von Fall zu Fall als höchstzulässig anzusehen ist.In this way there is constant monitoring of the mechanical The state of the device ensuring the mold oscillation is possible and can be changed in due course Provide maintenance measures on this device if the determined measured value exceeds a level that is to be regarded as the highest permissible from case to case.

Die Korrektur um den Faktor K lässt sich auf verschiedene Art und Weise realisieren entsprechend der elektronischen Behandlung, welcher die Signale U und R vorher ausgesetzt worden sind. Wird beispielsweise ein "Beschleunigungs"-Signal integriert, so braucht hier lediglich eine Korrektur mit einem der Frequenz direkt proportionalen Faktor K für "Geschwindigkeit" vorgenommen zu werden.The correction by the factor K can be implemented in different ways, corresponding to the electronic one Treatment to which signals U and R have previously been exposed. For example, an "acceleration" signal integrated, only a correction with a factor directly proportional to the frequency is required here K for "speed" to be made.

Zweckmässigerweise werden die Korrekturfaktoren so ausgewählt, dass am Beginn des Stranggxessbetrxebs das Signal (U, - R-,) gleich Null bzw. das Signal U1 gleichThe correction factors are expediently selected in such a way that the signal (U, - R-,) equals zero or the signal U 1 equals zero at the beginning of the phase measurement operation

K R^K R ^

Eins ist, was die Bewertung der anstehenden Abweichung zwischen einerseits diesen Warten O h:r.j. 1 ind andererseits zwischen den momentan oder gelegentlich gemessenen Werten (U, - R,) bzw. U, vereinfacht.One thing is what simplifies the evaluation of the pending deviation between, on the one hand, these waits O h: rj 1 ind, on the other hand, between the currently or occasionally measured values (U, −R,) or U,.

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Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Tatsache zu sehen, dass die wahlweise Kontrolle eines jeden Faktoren U, bzw. R, die
Lokalisierung eines Fehlers (beispielsweise schwingarm- bzw. kokillenseitig vereinfacht.Another essential advantage of the method according to the invention can be seen in the fact that the optional control of each factor U, or R, the
Localization of a fault (e.g. simplified on the swing arm or mold side.

Der gewählte Frequenzbereich ist für die beiden Messkomponenten Kokillenbewegung und Schwingarmbewegung
vorzugsweise identisch, wobei die Wahl so erfolgt, dass die grösstmÖgliche Messempfindlichkeit sichergestellt
ist. Er wird zweckmässigerweise auf die verstärkte
Kokillenschwingfrequenz, beispielsweise zwischen O und 5 Hz eingestellt.The selected frequency range is for the two measurement components, mold movement and swing arm movement
preferably identical, the choice being made in such a way that the greatest possible measurement sensitivity is ensured
is. He is expediently on the reinforced
Mold oscillation frequency, set for example between 0 and 5 Hz.

Nach einer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens wird das Bezugssignal erzielt mittels eines entsprechenden Messfühlers (Bewegung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung),der an einer Stelle des Mechanismus zur Übertragung der Kokillenschwingbewegung angeordnet wird, für die absolute Spielfreiheit festgestellt wurde.According to one embodiment of the method according to the invention the reference signal is obtained by means of an appropriate sensor (movement, speed or Acceleration), which is arranged at one point of the mechanism for transmitting the mold oscillating motion, was determined for the absolute freedom from play.

Weiterhin wird der Rahmen der Erfindung nicht verlassen durch aufeinanderfolgende oder gleichzeitige Anordnung von Messfühlern an mehreren Stellen des Übertragungsmechanismus, um auf diese Weise schnell feststellen zu können, ob an irgendeinem der Gelenkpunkte dieses Mechanismus
ein unzulässiges Spiel vorhanden ist.Furthermore, the scope of the invention is not departed from by the successive or simultaneous arrangement of measuring sensors at several points of the transmission mechanism in order to be able to quickly determine in this way whether this mechanism is at any one of the hinge points
there is illegal play.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass das vorbeschriebene Verfahren auch für die Überwachung der Führung, der Aufhängung und der Symmetrierung sowie des
Schwingtischs anwendbar ist.It should be pointed out at this point that the method described above can also be used for monitoring the guidance, suspension and symmetry as well as the
Vibrating table is applicable.

030066/065Ί030066 / 065Ί

Die beiliegenden Zeichnungen, die lediglich als Beispiel und in einem nichteinschränkenden Sinne zu betrachten sind, veranschaulichen die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, wobei Fig. 1 den mechanischen Teil einer hierzu erforderlichen Vorrichtung zeigt und Fig. 2 ein Blockschaltbild einer die vorbeschriebenen Messungen ermöglichenden Elektronik darstellt.The accompanying drawings are to be regarded as an example and in a non-restrictive sense illustrate the implementation of the method according to the invention, FIG. 1 showing the mechanical part shows a device required for this, and FIG. 2 shows a block diagram of one of the above-described ones Electronics that enable measurements.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 den Messfühler für die Bewegung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Kokille 3, der das Signal ü liefert. Der Messfühler 2 (zur Lieferung des Signals R) dient zur Erfassung der Bewegung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung eines in der Nähe des Antriebsmotors angeordneten Exzenterelements 6, das Bestandteil des Systems zur übertragung der Kokillenschwingbewegungen (schematisch mit der Bezugsziffer 7 angedeutet)ist. Die Kokille wird in Rollen 4 geführt und ist auf Federaufhängungen 5 gelagert. Die Funktionsweise dieser Vorrichtung versteht sich von selbst.In Fig. 1, the reference number 1 denotes the sensor for the movement, speed or acceleration the mold 3, which supplies the signal ü. The measuring sensor 2 (for supplying the signal R) is used for detection the movement, speed or acceleration of an eccentric element arranged in the vicinity of the drive motor 6, which is part of the system for transmitting the mold oscillating movements (schematically with the reference number 7 indicated). The mold is guided in rollers 4 and is mounted on spring suspensions 5. the The functioning of this device goes without saying.

Das Elektronenschaltbild gemäss Fig. 2 lässt sich wie folgt beschreiben:The electronic circuit diagram according to FIG. 2 can be as follows describe:

Die obere Reihe umfasst bei 1 den über Block 3 gespeisten Messfühler U. Das bei 5 verstärkte Signal U geht durch ein Bandfilter ) und sodann nach schliesslicher Integrierung (einfach oder doppelt bei 15) in einen Teiler 9.The top row at 1 includes the one fed by block 3 Sensor U. The signal U amplified at 5 goes through a band filter) and then after integration (single or double at 15) into a divider 9.

Die untere Reihe umfasst bei 2 den über Block 4 gespeisten Messfühler R. Das bei 6 verstärkte Signal R geht durch ein Bandfilter 8 und sodann nach schliesslicher Integrierung (einfach oder doppelt bei 16) durch eine Korrekturschaltung (Korrekturfaktor) Io und in den Teiler 9.The lower row at 2 includes the measuring sensor R fed via block 4. The signal R amplified at 6 passes through a band filter 8 and then after final integration (single or double at 16) by a correction circuit (Correction factor) Io and in the divider 9.

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- Io -- Io -

Dieser Teiler 9 gibt an seinem Ausgang ein Signal U, ab, das bei 13 verstärkt wird, um schliesslich bei 14 R^ registriert zu werden und gegebenenfalls einen optischen oder akustischen Alarm 17-18 auszulösen.This divider 9 emits a signal U, at its output, which is amplified at 13 to finally at 14 R ^ to be registered and, if necessary, to trigger an optical or acoustic alarm 17-18.

Um die Feststellung einer Abweichung zwischen dem Istwert U, und dem entsprechenden Sollwert zu vereinfachen, R, wird zwischen dem Teiler 9 und dem Verstärker 13 eine Nullunterdrückungsschaltung (11-12) angeordnet, deren Aufgabe es ist, über den Block 13 die ausschliessliche Verstärkung von Veränderungen des Nutzsignals U, zu ermöglichen.To simplify the determination of a discrepancy between the actual value U and the corresponding setpoint, R, between the divider 9 and the amplifier 13 is a zero suppression circuit (11-12) arranged, whose task is to use the block 13, the exclusive amplification of changes in the Useful signal U to enable.

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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Verfahren zur Regelung des Stranggiessens von Metallen, insbesondere von Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass eu gernäss den nachstehenden Schritten ausgeführt wird:1. A method for controlling the continuous casting of metals, in particular steel, characterized in that the following steps are carried out: a. Messung der effektiven Kokillenbewegungen mittels eines entsprechenden, mit der Kokille verbundenen Messfühlers (Bewegung, Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung) und anschliessende Auswahl eines vorgegebenen Frequenzbereiche aus den beobachteten Bewegungsfrequenzen zur Bildung eines Nutzsignals U;a. Measurement of the effective mold movements by means of a corresponding measuring sensor connected to the mold (Movement, speed or acceleration) and subsequent selection of a specified frequency range from the observed movement frequencies to form a useful signal U; b. Messung der effektiven Bewegungen des bewegungsübertragenden Schwingarms mittels eines Messfühlers, der vorzugsweise möglichst nahe bei dem die Schwingungsbewegungen der Kokille erzeugenden Antriebsmotor liegt, wobei der Messfühler mit einem der Übertragungselemente für diese Bewegung verbunden ist, und anschliessend^ Auswahl eines vorgegebenen Frequenzbereichs aus den erfassten ßnwep.u'T.'·" frequenzen zur Bildung eines Bezugssignals R;b. Measurement of the effective movements of the movement-transmitting Swing arm by means of a probe, which is preferably is as close as possible to the drive motor generating the oscillation movements of the mold, the Sensor is connected to one of the transmission elements for this movement, and then ^ selection of one specified frequency range from the recorded ßnwep.u'T. '· " frequencies for forming a reference signal R; c. Verwendung mindestens eines der beiden Signale U und Rc. Use at least one of the two signals U and R - als Korrekturfaktor unter an sich bekannter Berücksichtigung der theoretischen Amplituden der Schwingungsbewegungen an den beiden Punkten, wo sich die Messfühler - As a correction factor, taking into account the theoretical amplitudes of the oscillating movements at the two points where the measuring sensor is known 030Ö66/QSS1030Ö66 / QSS1 befinden,are located, - bzw. als Korrekturfaktor unter Berücksichtigung der Eigenempfindlichkeitsdifferenz der beiden Messfühler, zur Ermittlung zweier korrigierter Signale U, und R.. sowie der Werte aus U» - R, , U-,- or as a correction factor taking into account the intrinsic sensitivity difference of the two sensors, to determine two corrected signals U, and R .. as well as the values from U »- R,, U-, K RK R wobei: 1where: 1 K=I, wenn die Messfühler die Bewegung erfassen oderK = I if the sensors detect the movement or K = ein der Schwingungsfrequenz der Kokille direkt proportionaler Faktor, wenn die Messfühler dieK = one of the oscillation frequency of the mold directly proportional factor if the sensors have the Geschwindigkeit erfassen, oder
K = ein dem Quadrat der Schwingungsfrequenz der Kokille direkt proportionaler Faktor, wenn die Messfühler die Beschleunigung erfassen;Record speed, or
K = a factor directly proportional to the square of the oscillation frequency of the mold when the sensors detect the acceleration; d. kontinuierliche oder intervallmässige Messung der Signale U bzw. R zur Ermittlung ständiger oder gelegentlicher Veränderungen der Werted. continuous or intermittent measurement of the signals U or R to determine permanent or occasional Changes in values U1 - R1 , U1
1 1 bzw. _1U 1 - R 1 , U 1
1 1 or _1 K R,K R, und Prüfung auf Abweichung dieser Werte von den einer mechanischen Übertragung ohne unzulässiges Spiel entsprechenden Sollwerten.and testing for deviation of these values from those of a mechanical transmission without impermissible play corresponding setpoints. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Korrekturfaktoren mit der Massgabe gewählt werden, dass am Beginn des Stranggiessbetriebs das Signal U — R U ( 1 1) gleich Null bzw. das Signal 1 gleich Eins i 2. The method according to claim 1, characterized in that the correction factors are selected with the proviso that at the beginning of the continuous casting operation, the signal U - RU ( 1 1) is equal to zero or the signal 1 is equal to one i K^ R1 K ^ R 1 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzbereich auf die verstärkte Kokillenschwingfrequenz, beispielsweise zwischen O unc 5 Hz eingestellt wird3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the frequency range is set to the amplified mold oscillation frequency, for example between 0 and 5 Hz G300 66/0SS1G300 66 / 0SS1 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , dass das Bezugssignal mit Hilfe eines Messfühlers für Bewegung, Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung ermittelt wird, der an einer Stelle des Mechanismus zur Übertragung der Kokillenschwingbewegung angeordnet wird, für die absolute Spielfreiheit festgestellt wurde.4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the reference signal is determined with the help of a sensor for movement, speed or acceleration, which is arranged at a point of the mechanism for transmitting the mold oscillating movement, for which absolute backlash was determined. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren Stellen des Übertragungsmechanismus aufeinanderfolgend oder gleichzeitig Messungen mit entsprechend angeordneten Messfühlern vorgenommen werden.5. The method according to claims 1 to 4, characterized in that measurements are carried out consecutively or simultaneously with correspondingly arranged measuring sensors at several points of the transmission mechanism. 030066/0651030066/0651
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