DE3022963C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung der Mechanik von Kokillenschwingungen beim Stranggießen von Metallen, insbesondere von Stahl.The invention relates to a method for monitoring the mechanics of mold vibrations in the continuous casting of metals, in particular Stole.
Ein derartiges Verfahren ist nach der DE-PS 27 43 579 bekannt. Dabei wird das flüssige Metall mit einem als Kokillenschmierung wirksamen Pulver ab gedeckt, dessen Zusammensetzung vorgegeben ist. Weiterhin wird das Spektrum der effektiven Kokillenbewegung registriert und mit vorgegebenen Spektren der Kokillenbewegungen, die als ideal für äußerlich gute Strangoberflächen anzusehen sind, verglichen, um im Rahmen der Beziehungen zwischen der Qualität der Schmierung durch ein entsprechendes Pulver einerseits und der Kokillenbewegung andererseits die Bedingungen einzustellen, unter denen sich für den aus der Kokille austretenden Strang ein äußerlich einwandfreies Erscheinungsbild ergibt. Maßgeblich sind hierfür also die Reibungszustände zwischen der Kokillenwand und der erstarrenden Schale des Stranges.Such a method is known from DE-PS 27 43 579. Doing so the liquid metal with a powder effective as permanent mold lubrication covered, the composition of which is specified. The spectrum continues the effective mold movement registered and with specified spectra the mold movements, which are ideal for externally good strand surfaces are compared, compared to the relationships between the quality the lubrication with a suitable powder on the one hand and the On the other hand, mold movement set the conditions under which an externally perfect one for the strand emerging from the mold Appearance results. The friction states are therefore decisive for this between the mold wall and the solidifying shell of the strand.
Indessen sind die vorzunehmenden Aufzeichnungen noch mit einer gewissen Vorsicht zu bewerten, weil sich ergeben hat, daß nach längerer Einsatzzeit einer Stranggießanlage die Reibungserscheinungen eine unter sonst gleichen Betriebsbedingungen festzustellende Abweichung vom Normalbetrieb erfahren. Dies ist die Folge von Verschleißvorgängen bei mechanischen Elementen, welche die Kokillenschwingungen vom Antrieb ausgehend übertragen müssen.However, the records to be made are still with a certain Caution to evaluate, because it has been found that after a long period of use a continuous caster the friction phenomena one under otherwise the same Experience operating conditions discernible deviation from normal operation. This is the result of wear processes on mechanical elements, which the mold vibrations have to be transmitted from the drive.
Demgemäß liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabenstellung zugrunde, den sich mit längerer Betriebszeit ändernden Verschleißzustand der Elemen te, die zwischen Antrieb und Kokille angeordnet sind, zu erfassen, um des sen Kenntnis für die Qualität des Stranggießerzeugnisses auch in diesen Fällen unter Ausschaltung subjektiver Bewertungsfehler zu nutzen.Accordingly, the object of the present invention is the changing state of wear of the elements with longer operating times te, which are arranged between the drive and the mold, to detect the Knowledge of the quality of the continuous cast product in these too To use cases with elimination of subjective evaluation errors.
Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung durch die in den Patentansprü chen gemachten Vorschläge.The invention solves this problem by the in the claims Chen made suggestions.
Somit basiert die Erfindung auf der Beziehung zwischen der effektiven Ko killenbewegung und der effektiven Bewegung des Schwingarms sowie einem Ver gleich mit Sollwertvorgaben, die die mechanische Übertragung ohne unzuläs siges Spiel repräsentieren. Die effektive Bewegung der Kokille einerseits und des Schwingarms andererseits lassen sich kennzeichnen durch die Bewe gung selbst, durch ihre Geschwindigkeit und ihre relative Beschleunigung. Um zu aussagenfähigen Werten zu kommen, muß man aus vorgegebenen Frequenz bereichen gebildeten Nutzsignale mit einem Bezugssignal vergleichen und gegebenenfalls eine entsprechende Wartung vornehmen.Thus, the invention is based on the relationship between the effective Ko killen movement and the effective movement of the swing arm as well as a ver same with setpoint specifications that prevent the mechanical transmission without represent sige game. The effective movement of the mold on the one hand and the swing arm on the other hand can be identified by the movement themselves, by their speed and their relative acceleration. In order to arrive at meaningful values, one has to use a given frequency areas formed useful signals with a reference signal and compare If necessary, carry out appropriate maintenance.
Die ständige Überwachung des mechanischen Antriebszustandes der Kokille erlaubt es, zu gegebener Zeit Wartungsmaßnahmen zu treffen, wenn die ermit telten Meßwerte eine Grenze übersteigen, die als höchstzulässig anzusehen sind. Constant monitoring of the mechanical drive status of the mold allows maintenance measures to be taken in due course if the If measured values exceed a limit, which is to be regarded as the maximum permissible are.
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 Korrek tur mit einem der Frequenz direkt proportionalen Faktor K für "Geschwindigkeit" vorgenommen zu werden.The correction by the factor K can be different Realize way according to the electronic Treatment that previously exposed the U and R signals have been. For example, if an "acceleration" - Integrated signal, so only a correction is needed here with a factor that is directly proportional to the frequency K for "speed" to be made.
Zweckmäßigerweise werden die Korrekturfaktoren so aus gewählt, daß am Beginn des Stranggießbetriebs das Signal gleich Null bzw. das Signal gleich Eins ist, was die Bewertung der anstehenden Abweichung zwischen einerseits diesen Werten 0 bzw. 1 und anderer seits zwischen den momentan oder gelegentlich gemessenen WertenThe correction factors are expediently this way chosen that at the beginning of the continuous casting operation Signal equal to zero or the signal equal One thing is the assessment of the upcoming deviation between on the one hand these values 0 or 1 and others between the currently or occasionally measured Values
vereinfacht. simplified.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Tatsache zu sehen, daß die wahl weise Kontrolle eines jeden Faktoren U₁ bzw. R₁ die Lokalisierung eines Fehlers (beispielsweise schwingarm- bzw. kokillenseitig) vereinfacht.Another significant advantage of the invention Procedure is to be seen in the fact that the choice wise control of each factor U₁ or R₁ the Localization of a fault (e.g. swing arm or mold side) simplified.
Der gewählte Frequenzbereich ist für die beiden Meß komponenten 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 0 und 5 Hz, eingestellt.The selected frequency range is for the two measuring component mold movement and swing arm movement preferably identical, the choice being such that ensures the greatest possible sensitivity is. It is expedient to the reinforced Mold oscillation frequency, for example between 0 and 5 Hz, set.
Nach einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfah rens wird das Bezugssignal erzielt mittels eines ent sprechenden 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 an embodiment of the method according to the invention The reference signal is obtained by means of an ent speaking sensor (movement, speed or Acceleration) which occurs at one point in the mechanism for Transmission of the mold oscillation movement is arranged, for absolute freedom of play was determined.
Weiterhin wird der Rahmen der Erfindung nicht verlassen durch aufeinanderfolgende oder gleichzeitige Anordnung von Meßfühlern an mehreren Stellen des Übertragungsmecha nismus, 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 left by sequential or simultaneous arrangement of sensors at several points in the transmission mechanism in order to quickly determine in this way whether at any of the hinge points of this mechanism there is an illegal game.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß das vor beschriebene Verfahren auch für die Überwachung der Füh rung, der Aufhängung und der Symmetrierung sowie des Schwingtisches anwendbar ist. At this point it should be noted that this is before described procedures also for monitoring the Füh tion, suspension and symmetrization as well as the Vibration table is applicable.
Die beiliegenden Zeichnungen, die lediglich als Beispiel und in einem nichteinschränkenden Sinne zu betrachten sind, veranschaulichen die Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens, wobei Fig. 1 den mechanischen Teil einer hierzu erforderlichen Vorrichtung zeigt und Fig. 2 ein Blockschaltbild einer die beschriebenen Messungen ermöglichenden Elektronik darstellt.The accompanying drawings, which are only 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 of a device required for this and FIG. 2 showing a block diagram of an electronic system which enables the measurements described .
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 den Meßfühler für die Bewegung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung der Kokille 3, der das Signal U liefert. Der Meßfühler 2 (zur Lieferung des Signals R) dient zur Erfassung der Bewegung, Geschwindigkeit oder Beschleunigung eines in der Nähe des Antriebsmotors angeordneten Exzenter elements 6, das Bestandteil des Systems zur Übertragung der Kokillenschwingbewegungen (schematisch mit der Be zugsziffer 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, reference numeral 1 designates the sensor for the movement, speed or acceleration of the mold 3 , which delivers the signal U. The sensor 2 (for the delivery of the signal R) is used to detect the movement, speed or acceleration of an eccentric element 6 arranged in the vicinity of the drive motor, which is part of the system for transmitting the mold oscillating movements (indicated schematically by the reference number 7 ). The mold is guided in rollers 4 and is mounted on spring suspensions 5 . The operation of this device goes without saying.
Das Elektronenschaltbild gemäß Fig. 2 läßt sich wie folgt beschreiben: . The electron diagram of Figure 2 can be described as follows:
Die obere Reihe umfaßt bei 1 den über Block 3 gespeisten Meßfühler U. Das bei 5 verstärkte Signal U wird durch ein Bandfilter und dann nach anschließender Integrie rung (einfach oder doppelt bei 15) in einen Teiler 9 geleitet.The upper row includes at 1 the sensor U fed via block 3. The signal U amplified at 5 is passed through a band filter and then after subsequent 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 wird durch ein Bandfilter 8 und dann nach anschließender Integrie rung (einfach oder doppelt bei 16) durch eine Korrektur schaltung (Korrekturfaktor) 10 und in den Teiler 9 geleitet. The lower row comprises at 2 the sensor R fed via block 4. The signal R amplified at 6 is passed through a band filter 8 and then after subsequent integration (single or double at 16 ) by a correction circuit (correction factor) 10 and into the divider 9 headed.
Dieser Teiler 9 gibt an seinem Ausgang ein Signal ab, das bei 13 verstärkt wird, um schließlich bei 14 registriert zu werden und gegebenenfalls einen opti schen oder akustischen Alarm 17-18 auszulösen.This divider 9 emits a signal at its output, which is amplified at 13 to finally be registered at 14 and, if necessary, trigger an optical or acoustic alarm 17-18 .
Um die Feststellung einer Abweichung zwischen dem Istwert und dem entsprechenden Sollwert zu verein fachen, wird zwischen dem Teiler 9 und dem Ver stärker 13 eine Nullunterdrückungsschaltung (11-12) angeordnet, deren Aufgabe es ist, über den Block 13 die ausschließliche Verstärkung von Veränderungen des Nutzsignals zu ermöglichen.In order to simplify the determination of a deviation between the actual value and the corresponding target value, a zero suppression circuit ( 11-12 ) is arranged between the divider 9 and the amplifier 13 , the task of which is to block the exclusive amplification of changes in the block 13 To enable useful signal.
Claims (6)
- a) Messung der effektiven Kokillenbewegungen mittels eines ent sprechenden, mit der Kokille verbundenen Meßfühlers und an schließende Auswahl eines vorgegebenen Frequenzbereiches aus den beobachteten Bewegungsfrequenzen zur Bildung eines Nutz signals U;
- b) Messung der effektiven Bewegungen eines bewegungsübertragenden Schwingarms mittels eines Meßfühlers, der in größter Nähe zu einem die Schwingbewegungen der Kokille erzeugenden Antriebs motor liegt, wobei dieser Meßfühler mit einem der Übertra gungselemente für die Übertragung der Schwingungsbewegung ver bunden ist, und anschließende Auswahl eines vorgegebenen Fre quenzbereiches aus den erfaßten Bewegungsfrequenzen zur Bil dung eines Bezugssignals R;
- c) Korrektur mindestens eines der beiden Signale U und R mit einem ersten Korrekturfaktor zur an sich bekannten Berücksichti gung der theoretischen Amplituden der Schwingungsbewegungen an den beiden Punkten, wo sich die Meßfühler befinden, und mit einem weiteren Korrekturfaktor zur Berücksichtigung der Eigenempfindlichkeitsdifferenz der beiden Meßfühler, so daß für die Weiterbehandlung zwei Signale U₁ und R₁ zur Verfügung stehen, von denen wenigstens eines eine Korrektur erfahren hat, aus denen die Werte von ermittelt werden, wobei K ein der Messung entweder der Bewegungs strecke, der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung entsprechen der Koeffizient ist;
- d) kontinuierliche oder intervallmäßige Messung der Signale U oder R zur Ermittlung ständiger oder gelegentlicher Veränderungen der Werte und Prüfung auf Abweichung dieser Werte von den einer mechani schen Übertragung ohne unzulässiges Spiel entsprechenden Sollwer ten.
- a) measuring the effective mold movements by means of a corresponding sensor connected to the mold and then selecting a predetermined frequency range from the observed movement frequencies to form a useful signal U;
- b) Measurement of the effective movements of a motion-transmitting swing arm by means of a sensor which is in close proximity to a drive motor which generates the oscillating movements of the mold, this sensor being connected to one of the transmission elements for the transmission of the oscillating movement, and then selecting a predetermined one Fre quency range from the detected movement frequencies to form a reference signal R;
- c) correction of at least one of the two signals U and R with a first correction factor for taking into account, in a manner known per se, the theoretical amplitudes of the oscillatory movements at the two points where the sensors are located and with a further correction factor for taking into account the intrinsic sensitivity difference of the two sensors, so that two signals U 1 and R 1 are available for further processing, at least one of which has undergone a correction, from which the values of can be determined, K being a coefficient corresponding to the measurement of either the movement distance, the speed or the acceleration;
- d) Continuous or intermittent measurement of the signals U or R to determine constant or occasional changes in the values and checking for a deviation of these values from the setpoints corresponding to a mechanical transmission without unacceptable play.
K∼f, wenn die Meßfühler die Geschwindigkeit erfassen,
K∼f², wenn die Meßfühler die Beschleunigung erfassen.6. The method according to claims 1 to 5, characterized in that for the coefficient K characterizing the effective movements, the following relationships with the oscillation frequency f apply: K = 1 when the sensors detect the movement;
K∼f when the sensors measure the speed,
K∼f² when the sensors detect the acceleration.
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